JP4427074B2 - Plant control equipment - Google Patents

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Description

本発明はプラントの制御装置に係わり、特に火力発電プラントの制御装置に関する。   The present invention relates to a plant control device, and more particularly to a thermal power plant control device.

プラントの制御装置では、制御対象であるプラントから得られる運転態量の計測信号を処理し、制御対象のプラントに与える操作信号を算出して制御装置に制御指令として伝達する。   In the plant control device, the measurement signal of the operating state quantity obtained from the plant to be controlled is processed, and the operation signal to be given to the plant to be controlled is calculated and transmitted as a control command to the control device.

このようなプラントの制御装置には、プラントの運転態量の計測信号がその目標値を満足するように、操作信号を計算するアルゴリズムが実装されている。   In such a plant control apparatus, an algorithm for calculating an operation signal is mounted so that the measurement signal of the operation state quantity of the plant satisfies the target value.

プラントの制御に用いられている制御アルゴリズムとして、PI(比例・積分)制御アルゴリズムがある。PI制御では、プラントの計測信号とその目標値との偏差に比例ゲインを乗じた値に、偏差を時間積分した値を加算して、制御対象に与える操作信号を導出する。   As a control algorithm used for plant control, there is a PI (proportional / integral) control algorithm. In PI control, a value obtained by integrating the deviation with time is added to a value obtained by multiplying the deviation between the measurement signal of the plant and its target value by a proportional gain to derive an operation signal to be given to the controlled object.

一方、プラントの運転状態や環境の変化に適応して、制御アルゴリズムを自動的に修正/変更するため、適応制御や学習アルゴリズムを用いてプラントを制御することもできる。   On the other hand, since the control algorithm is automatically corrected / changed in accordance with changes in the operation state and environment of the plant, the plant can also be controlled using adaptive control or a learning algorithm.

学習アルゴリズムを用いてプラントを制御する制御装置の操作信号を導出する方法として、特開2000−35956号公報にはモデルを利用した強化学習法を用いた制御装置に関する技術が記載されている。   As a method of deriving an operation signal of a control device that controls a plant using a learning algorithm, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-35956 describes a technique related to a control device using a reinforcement learning method using a model.

この強化学習法を用いた技術による方法では、制御装置に制御対象の特性を予測するモデルと、モデル出力がその目標値を達成するようなモデル入力の生成方法を学習する学習部を持つ。   In the method based on the technique using the reinforcement learning method, the control device has a model that predicts the characteristics of the control target and a learning unit that learns a model input generation method that achieves the target value of the model output.

そして学習部にて学習したモデル入力をモデルに入力することで、モデル出力がその目標値に近づく効果が得られる。   Then, by inputting the model input learned by the learning unit into the model, an effect that the model output approaches the target value can be obtained.

このような学習型適応制御では、プラントの運転状態を計測した計測信号を用いてモデルを修正し、修正したモデルを用いて再度学習を実行することでプラントを精度良く制御するための制御アルゴリズムをオンラインで修正/変更する。   In such learning-type adaptive control, a control algorithm for controlling the plant with high accuracy is obtained by correcting the model using the measurement signal obtained by measuring the operating state of the plant, and executing learning again using the corrected model. Modify / change online.

したがって、前記学習はプラントに対して制御装置から出力される操作信号が変更される周期(制御周期)以内でモデルを修正し、修正したモデルを用いて再度学習を実行させてこの学習を終了して制御アルゴリズムを修正/変更する必要がある。   Therefore, in the learning, the model is corrected within a cycle (control cycle) in which the operation signal output from the control device to the plant is changed, the learning is performed again using the corrected model, and the learning is finished. It is necessary to modify / change the control algorithm.

この制御周期は、プラントを操作後、静定するまでの時間とみなすことができ、一般に数分から数十分の長さとなる。   This control cycle can be regarded as a time until the plant is settled after operating the plant, and generally has a length of several minutes to several tens of minutes.

例えば火力発電プラントに代表される複雑なプラントの制御ではモデル入力次数が数十個から数百個となり学習するモデル入力の組み合わせ数(探索空間)が増大するため学習時間が長くなり、この結果、プラントの制御を精度良く行なうために必要な制御アルゴリズムをオンラインで修正/変更することが困難となる。   For example, in the control of a complex plant represented by a thermal power plant, the number of model input orders is from several tens to several hundreds, and the number of combinations of model inputs to be learned (search space) increases, resulting in a long learning time. It becomes difficult to modify / change the control algorithm necessary for accurately controlling the plant online.

したがって制御周期以内に学習を終了するためには、モデル入力次数の増加に対応してモデルを修正し、この修正したモデルを用いて再度学習する学習を高速化する必要がある。   Therefore, in order to complete the learning within the control cycle, it is necessary to modify the model in response to the increase in the model input order and to speed up the learning that is performed again using the modified model.

特開平7−160661号公報にはニューラルネットワークの学習において教師データをプラント計測値情報の組み合わせによって複数のパターンに分類し、そして制御結果を基に学習するパターンを抽出して、この抽出したパターンの教師データのみを学習することで学習を高速化する技術が開示されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 7-160661 classifies teacher data into a plurality of patterns based on a combination of plant measurement value information in neural network learning, extracts patterns to be learned based on control results, and extracts the extracted patterns. A technique for speeding up learning by learning only teacher data is disclosed.

特開2000−35956号公報JP 2000-35956 A 特開平7−160661号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-160661

特開2000−35956号公報に記載したモデルを利用した強化学習法の技術を用いることによって、制御目標を達成可能な操作信号の生成方法を自動的に学習できる。   By using the technique of the reinforcement learning method using the model described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-35956, it is possible to automatically learn a method for generating an operation signal that can achieve a control target.

しかしながら、プラントの運転状態を計測した計測信号に基づいてモデルを修正し、修正したモデルを用いて再度学習するようにした学習を行なうことによって制御アルゴリズムを修正する場合に、複雑なプラントでモデル入力次数が大きくなるとプラントを制御する制御周期以内で前記の学習を行なうことが困難となる。   However, when a control algorithm is modified by correcting the model based on the measurement signal obtained by measuring the operating state of the plant, and then learning again using the corrected model, the model is input at a complex plant. As the order increases, it becomes difficult to perform the learning within the control cycle for controlling the plant.

また、特開平7−160661号公報に記載した技術を用いると教師データをパターン化により分割することで探索空間を縮小して学習を高速化でき得る。すなわち、モデル入力次数が増加し探索空間(教師データ数)が増加する場合でも、適切にパターン化を実行することで制御周期以内の学習が可能となる。   Further, when the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-160661 is used, it is possible to reduce the search space by dividing the teacher data by patterning, thereby speeding up the learning. That is, even when the model input order increases and the search space (teacher data number) increases, learning within the control period can be performed by appropriately performing patterning.

しかしながら、分類される教師データに偏りがある場合、学習するパターンによっては教師データ数が少なくなり、所望の学習結果を獲得できないことになり、所望の学習結果が得られないことになる。   However, when the teacher data to be classified is biased, the number of teacher data decreases depending on the pattern to be learned, and a desired learning result cannot be obtained, and a desired learning result cannot be obtained.

また、分類されるパターンの種類は制御装置の設計者の知見に基づいて決定されるため、パターンの生成に際して人手による負担が非常に大きくなるという問題もある。   In addition, since the types of patterns to be classified are determined based on the knowledge of the designer of the control device, there is a problem that the burden on manpower becomes very large when generating patterns.

本発明の目的は、プラントの運転状態を計測した計測信号に基づいてモデルを修正し、この修正したモデルを用いて再度学習するようにした学習を高速に実行してプラントの制御アルゴリズムを修正し、プラントを精度良く制御するプラントの制御装置を提供することにある。   An object of the present invention is to correct a model based on a measurement signal obtained by measuring the operating state of a plant, and to correct a plant control algorithm by executing learning at a high speed using the corrected model. An object of the present invention is to provide a plant control apparatus for controlling a plant with high accuracy.

本発明のプラントの制御装置は、プラントの運転状態を計測した計測信号を用いて制御対象のプラントに対して制御指令となる操作信号を算出する操作信号生成部を備えたプラントの制御装置において、前記制御装置は、計測したプラントの計測信号が保存されている計測信号データーベースと、プラントに対する操作信号が保存されている操作信号データーベースと、プラントの運転特性を解析する数値解析実行部と、前記数値解析実行部からの数値解析結果情報を基にプラントに操作信号を与えた場合のプラントの制御特性を模擬するモデルと、前記モデルを用いてモデルで模擬演算されるモデル出力がモデル出力目標値を達成するようにモデル入力の生成方法を学習する際に、プラント運転開始前には学習部へ入力される状態入力をそのまま用いて学習し、プラント運転開始後にはパターンデーターベースに保存されているパターンデータを用いて学習部へ入力される状態入力をパターン化して学習する学習部であって、前記学習部はパターンデーターベースに保存されているパターンデータからパターンデータを選択し、選択したパターンデータを用いて状態入力をパターン化して入力次数を低減するように構成されており、前記学習部での学習の結果得られた学習情報データが保存されている学習情報データーベースと、前記操作信号生成部から出力される操作信号に使用する情報が保存されている制御ロジックデータベースと、前記学習部でプラント運転開始前に学習した学習データ及び前記学習情報データーベースに保存された学習データに基づいてパターンデータを生成するパターン生成部と、前記パターン生成部で生成されるパターンデータが保存されているパターンデーターベースと、学習に用いたパターンデータが複数の場合は各パターン学習データの中からプラントを精度良く制御する効果が良い学習データを選択する学習結果判定部を備え、この学習結果判定部で選択した学習データに基いて前記操作信号生成部から前記操作信号を算出するように構成されていることを特徴とする。 The plant control apparatus of the present invention is a plant control apparatus including an operation signal generation unit that calculates an operation signal that becomes a control command for a plant to be controlled using a measurement signal obtained by measuring the operation state of the plant. The control device includes a measurement signal database in which measurement signals of the measured plant are stored, an operation signal database in which operation signals for the plant are stored, a numerical analysis execution unit that analyzes the operation characteristics of the plant, A model that simulates the control characteristics of the plant when an operation signal is given to the plant based on the information of the numerical analysis result from the numerical analysis execution unit, and the model output that is simulated by the model using the model is model output when learning a method of generating a model input so as to achieve the target value, the state input before plant operation starts to be input to the learning section Trained with remains, after the plant operation starts a learning unit that learns by patterning the state input which is input to the learning unit using the pattern data stored in the pattern database, the learning unit pattern The pattern data is selected from the pattern data stored in the database, and the state input is patterned using the selected pattern data to reduce the input order, and the learning result obtained by the learning unit is obtained. a learning information database of training information data is stored that is, the operation signal and the control logic database information used on an operation signal output is stored from the generator, before plant operation initiated by the learning unit I learned learning data and the learning information database on the basis of the stored learned data pattern Day Accuracy and the pattern generator for generating a pattern database in which patterns data generated by the pattern generation unit is stored, the plant if the pattern data used for learning of a plurality from among the learning data of the pattern comprising a learning result judging unit for selecting a better control to effect a good training data, it is configured to calculate the operation signal from the operation signal generation unit based on the learning data selected in the learning result determination unit It is characterized by.

本発明によれば、プラントの運転状態を計測した計測信号に基づいてモデルを修正し、この修正したモデルを用いて再度学習するようにした学習を高速に実行してプラントの制御アルゴリズムを修正し、プラントを精度良く制御するプラントの制御装置が実現できる。   According to the present invention, the model is corrected based on the measurement signal obtained by measuring the operation state of the plant, and the learning that is learned again using the corrected model is executed at high speed to correct the plant control algorithm. Therefore, a plant control device that controls the plant with high accuracy can be realized.

次に、本発明の一実施例であるプラントの制御装置について、図面を参照して説明する。   Next, a plant control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施例であるプラントの制御装置の全体構成を示す制御ブロック図である。   FIG. 1 is a control block diagram showing the overall configuration of a plant control apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1において、本実施例のプラントは燃料に石炭を用いるボイラを備えた火力発電プラントを構成するプラント100であり、このボイラを備えた火力発電プラント100は、制御装置200によって制御されるように構成されている。   In FIG. 1, the plant according to the present embodiment is a plant 100 that constitutes a thermal power plant including a boiler that uses coal as fuel, and the thermal power plant 100 that includes this boiler is controlled by a control device 200. It is configured.

制御対象の前記プラント100を制御する制御装置200には、演算装置として数値解析実行部220、モデル230、学習部260、操作信号生成部280、学習結果判定部300、及びパターン生成部400が夫々設けられた構成となっている。   The control device 200 that controls the plant 100 to be controlled includes a numerical analysis execution unit 220, a model 230, a learning unit 260, an operation signal generation unit 280, a learning result determination unit 300, and a pattern generation unit 400 as arithmetic devices. It has a provided configuration.

前記制御装置200には、データベースとして、計測信号データベース210、数値解析データベース240、操作信号データベース250、学習情報データベース270、制御ロジックデータベース290、及びパターンデータベース500が夫々設けられている。   The control device 200 includes a measurement signal database 210, a numerical analysis database 240, an operation signal database 250, a learning information database 270, a control logic database 290, and a pattern database 500 as databases.

そしてこの制御装置200には、外部とのインターフェイスとして、外部入力インターフェイス201、及び外部出力インターフェイス202が設けられている。   The control device 200 is provided with an external input interface 201 and an external output interface 202 as interfaces with the outside.

前記制御装置200では、外部入力インターフェイス201を介して、火力発電プラントであるプラント100から該火力発電プラントの各種状態量を計測した計測信号1を制御装置200に取り込む。   In the control device 200, a measurement signal 1 obtained by measuring various state quantities of the thermal power plant is taken into the control device 200 from the plant 100, which is a thermal power plant, via the external input interface 201.

また、外部出力インターフェイス202を介して、制御装置200から制御対象の前記火力発電プラントであるプラント100に対して、例えばボイラのバーナー、及びエアポートの空気流量を制御する操作信号15が送り出されている。   Also, an operation signal 15 for controlling, for example, a boiler burner and an air flow rate of an air port is sent from the control device 200 to the plant 100 that is the thermal power plant to be controlled, via the external output interface 202. .

制御装置200では、このプラント100の各種状態量を計測した計測信号1は外部入力インターフェイス201を介した後に計測信号2として制御装置200に備えられたデータベースである計測信号データベース210に保存される。   In the control device 200, the measurement signal 1 obtained by measuring various state quantities of the plant 100 is stored in the measurement signal database 210 which is a database provided in the control device 200 as the measurement signal 2 after passing through the external input interface 201.

制御装置200に備えられた演算装置である操作信号生成部280にて生成させる操作信号14は、外部出力インターフェイス202に伝送されると共に、制御装置200に備えられたデータベースである操作信号データベース250に保存される。   The operation signal 14 generated by the operation signal generation unit 280 that is an arithmetic device provided in the control device 200 is transmitted to the external output interface 202 and is also input to the operation signal database 250 that is a database provided in the control device 200. Saved.

操作信号生成部280では、制御装置200に備えられたデータベースである制御ロジックデータベース290に保存されている制御ロジックデータ13、及び制御装置200に備えられた演算装置である学習結果判定部300より出力された学習データ12を用いて、前記プラント100の計測信号1が運転目標値を達成するように、前記プラント100に対して操作信号15となる操作信号14を生成して外部入力インターフェイス202に出力する。   The operation signal generation unit 280 outputs the control logic data 13 stored in the control logic database 290 that is a database provided in the control device 200 and the learning result determination unit 300 that is an arithmetic device provided in the control device 200. Using the learned data 12 thus generated, the operation signal 14 to be the operation signal 15 is generated for the plant 100 and output to the external input interface 202 so that the measurement signal 1 of the plant 100 achieves the operation target value. To do.

前記制御ロジックデータベース290には、制御ロジックデータ13を出力するため、制御ロジックデータ13を算出する制御回路、及び制御パラメータが保存されている。   The control logic database 290 stores a control circuit for calculating the control logic data 13 and control parameters in order to output the control logic data 13.

この制御ロジックデータ13を算出する制御回路には、公知のPI制御を用いることができる。   A known PI control can be used for the control circuit for calculating the control logic data 13.

制御装置200に備えられたデータベースである学習情報データベース270に保存される学習データは、制御装置200に備えられた演算装置である学習部260にて生成される。   The learning data stored in the learning information database 270 that is a database provided in the control device 200 is generated by the learning unit 260 that is an arithmetic device provided in the control device 200.

この学習部260は、制御装置200に備えられた演算装置であるモデル230と接続されている。   The learning unit 260 is connected to a model 230 that is an arithmetic device provided in the control device 200.

モデル230は、火力発電プラントであるプラント100の制御特性を模擬する機能を持つものである。すなわち、制御指令となる操作信号15を前記プラント100に与え、その制御結果の計測信号1を得るのと同等のことを前記モデル230によって模擬演算するものである。   The model 230 has a function of simulating the control characteristics of the plant 100 that is a thermal power plant. That is, the model 230 simulates the operation equivalent to giving the operation signal 15 as a control command to the plant 100 and obtaining the measurement signal 1 of the control result.

この模擬演算のために、モデル230を動作させるモデル入力7を前記学習部260から受け、モデル230にて前記プラント100の制御による特性変化を模擬演算して、その模擬演算結果のモデル出力8を得るように構成されている。   For this simulation calculation, the model input 7 for operating the model 230 is received from the learning unit 260, the model 230 simulates the characteristic change due to the control of the plant 100, and the model output 8 of the simulation calculation result is obtained. Configured to get.

ここで、モデル出力8は、前記プラント100の計測信号1の予測値となる。   Here, the model output 8 is a predicted value of the measurement signal 1 of the plant 100.

このモデル230は、制御装置200に備えられたデータベースである数値解析データベース240に保存されている数値解析結果6に基づいて構築される。   The model 230 is constructed based on the numerical analysis result 6 stored in the numerical analysis database 240 that is a database provided in the control device 200.

制御装置200に備えられた演算装置である数値解析実行部220では、前記プラント100を模擬する物理モデルを用いて、プラント100の運転特性を解析する。   A numerical analysis execution unit 220 that is an arithmetic device provided in the control device 200 analyzes the operating characteristics of the plant 100 using a physical model that simulates the plant 100.

数値解析実行部220で物理モデルを用いてプラント100の特性を解析して得られた計算結果4は、前記数値解析データベース240に保存される。   The calculation result 4 obtained by analyzing the characteristics of the plant 100 using the physical model in the numerical analysis execution unit 220 is stored in the numerical analysis database 240.

モデル230では、数値解析データベース240、及び計測信号データベース210に保存されている情報を用いて、ニューラルネットワークなどの統計的手法を用いて、モデル入力7に対応するモデル出力8を計算する。   In the model 230, the model output 8 corresponding to the model input 7 is calculated using a statistical technique such as a neural network using the information stored in the numerical analysis database 240 and the measurement signal database 210.

モデル230は、モデル入力7に対応するモデル出力8を計算するのに必要な数値解析結果6を、モデル情報データ5を用いて数値解析データベース240から抽出し、この結果を補間することで構成される。   The model 230 is configured by extracting the numerical analysis result 6 necessary for calculating the model output 8 corresponding to the model input 7 from the numerical analysis database 240 using the model information data 5 and interpolating the result. The

また、前記数値解析実行部220の物理モデルの特性と、プラント100の特性が異なることに備えて、計測信号データベース210に保存されている計測信号3を用いて、モデル230とプラント100の制御特性が一致するように、モデル230を修正することができるように構成されている。   Further, in preparation for the difference between the characteristics of the physical model of the numerical analysis execution unit 220 and the characteristics of the plant 100, the control characteristics of the model 230 and the plant 100 are measured using the measurement signal 3 stored in the measurement signal database 210. Are configured so that the model 230 can be modified to match.

学習部260では、モデル230で模擬演算されるモデル出力8が、予め運転員によって設定されたモデル出力目標値を達成するように、モデル入力7の生成方法を学習する。   The learning unit 260 learns how to generate the model input 7 so that the model output 8 simulated by the model 230 achieves the model output target value set in advance by the operator.

その際、現在のモデル入力を学習部260への入力とし、そのモデル入力変化幅を出力とする。ここで、学習部260への入力を状態入力、出力を操作量変化幅と呼ぶことにする。   At this time, the current model input is set as an input to the learning unit 260, and the model input change width is set as an output. Here, the input to the learning unit 260 is referred to as a state input, and the output is referred to as an operation amount change width.

学習に用いる拘束条件、及びモデル出力目標値を含む学習情報データ9は、学習情報データベース270に保存されている。   Learning information data 9 including constraint conditions used for learning and model output target values is stored in the learning information database 270.

学習部260は、プラント運転開始前には状態入力をそのまま用いて学習し、プラント運転開始後には、制御装置200に備えられたデータベースである後述のパターンデータベース500に保存されているパターンデータを用いて状態入力をパターン化して学習する。   The learning unit 260 learns by using the state input as it is before starting the plant operation, and after starting the plant operation, uses pattern data stored in a pattern database 500 described later, which is a database provided in the control device 200. And patterning the state input.

また、前記学習部260で学習した結果である学習データ10は、制御装置200に備えられたデータベースである学習情報データベース270に保存される。   The learning data 10 that is the result of learning by the learning unit 260 is stored in a learning information database 270 that is a database provided in the control device 200.

学習データ10には、モデル入力変更前の状態入力と、その状態入力における操作量変化幅、及びその操作の結果得られるモデル出力変化幅に関する情報が含まれている。尚、学習部260の詳細な機能については、後述する。   The learning data 10 includes information on the state input before the model input change, the operation amount change width in the state input, and the model output change width obtained as a result of the operation. The detailed function of the learning unit 260 will be described later.

制御装置200に備えられた演算装置であるパターン生成部400では、学習部260においてプラント運転開始前に学習した学習データ16を用いてパターンデータ17を生成し、このパターンデータ17をパターンデータベース500へ保存する。   In the pattern generation unit 400 which is an arithmetic device provided in the control device 200, the learning unit 260 generates the pattern data 17 using the learning data 16 learned before the plant operation is started, and the pattern data 17 is transferred to the pattern database 500. save.

前記プラント100の運転開始後、パターンデータベース500に保存されているパターンデータの中から計測信号3に類似する最適なパターンデータ18を選択し、学習部260にて計測信号3に含まれる状態入力をパターン化して学習する。   After the operation of the plant 100 is started, the optimum pattern data 18 similar to the measurement signal 3 is selected from the pattern data stored in the pattern database 500, and the state input included in the measurement signal 3 is input by the learning unit 260. Learn by patterning.

学習部260での学習の結果得られて学習情報データベース270に保存された学習データ11は、制御装置200に備えられた演算装置である学習結果判定部300へ入力される。   The learning data 11 obtained as a result of learning in the learning unit 260 and stored in the learning information database 270 is input to the learning result determination unit 300 that is an arithmetic device provided in the control device 200.

前記学習結果判定部300では、学習に用いたパターンデータ18が複数個の場合は各パターンの学習データ11の中から制御効果が最良となる学習データを選択し、用いたパターンが1個の場合はそのパターンの学習データを選択する。   In the learning result determination unit 300, when there are a plurality of pattern data 18 used for learning, learning data with the best control effect is selected from the learning data 11 of each pattern, and the pattern used is one Selects the learning data for that pattern.

前記学習結果判定部300で選択した学習データ12は、操作信号生成部280に入力される。   The learning data 12 selected by the learning result determination unit 300 is input to the operation signal generation unit 280.

プラント100の運転員は、図1に示したように制御装置200に付設された、キーボード601とマウス602で構成される外部入力装置600、制御装置200とデータを送受信できるデータ送受信処理部612を備えたデータ処理装置610、及び画像表示装置620を用いることにより、制御装置200に備えられている種々のデータベースに保存されている情報にアクセスすることができる。   As shown in FIG. 1, the operator of the plant 100 includes an external input device 600 composed of a keyboard 601 and a mouse 602 and a data transmission / reception processing unit 612 that can transmit and receive data to and from the control device 200. By using the data processing device 610 and the image display device 620 provided, information stored in various databases provided in the control device 200 can be accessed.

また、プラント100の運転員は、前記夫々の装置を用いることにより、制御装置200に備えられた演算装置である前記数値解析実行部220、学習部260、及びパターン生成部400で用いる設定パラメータを入力することができる。   Further, the operator of the plant 100 uses the respective devices to set the setting parameters used in the numerical analysis execution unit 220, the learning unit 260, and the pattern generation unit 400, which are arithmetic devices provided in the control device 200. Can be entered.

データ処理装置610は、外部入力インターフェイス611、データ送受信処理部612、及び外部出力インターフェイス613で構成される。   The data processing device 610 includes an external input interface 611, a data transmission / reception processing unit 612, and an external output interface 613.

そして外部入力装置600で生成したデータ処理装置の入力信号61は、外部入力インターフェイス611を介してデータ処理装置610に取り込まれる。このデータ処理装置610のデータ送受信処理部612では、データ処理装置入力信号62の情報に従って、制御装置200に備えられている入出力データ情報60を取得する構成となっている。   An input signal 61 of the data processing device generated by the external input device 600 is taken into the data processing device 610 via the external input interface 611. The data transmission / reception processing unit 612 of the data processing device 610 is configured to acquire the input / output data information 60 provided in the control device 200 according to the information of the data processing device input signal 62.

また、データ送受信処理部612では、データ処理装置入力信号62の情報に従って、制御装置200に備えられた演算装置である前記数値解析実行部220、学習部260、及びパターン生成部400で用いるパラメータ設定値を含む入出力データ情報60を出力する。   Further, in the data transmission / reception processing unit 612, parameter setting used in the numerical analysis execution unit 220, the learning unit 260, and the pattern generation unit 400, which are arithmetic devices provided in the control device 200, according to the information of the data processing device input signal 62. Input / output data information 60 including values is output.

データ送受信処理部610では、入出力データ情報60を処理した結果得られるデータ処理装置出力信号63を、外部出力インターフェイス613に送信する。外部出力インターフェイス613からはデータ処理装置出力信号64が画像表示装置620に送られて表示されるので、制御装置200に備えられている種々のデータベースにそれぞれ保存されている情報を画像表示装置620に表示することができる。   The data transmission / reception processing unit 610 transmits a data processing device output signal 63 obtained as a result of processing the input / output data information 60 to the external output interface 613. Since the data processing device output signal 64 is sent from the external output interface 613 to the image display device 620 and displayed, information stored in various databases provided in the control device 200 is stored in the image display device 620. Can be displayed.

尚、上記した本発明の実施例であるプラントの制御装置200では、前記した計測信号データベース210、数値解析データベース240、操作信号データベース250、学習情報データベース270、制御ロジックデータベース290、及びパターンデータベース500が制御装置200の演算装置を構成するように配置されているが、これらの全て、あるいは一部を制御装置200の外部に配置することも可能である。   In the plant control apparatus 200 according to the embodiment of the present invention described above, the measurement signal database 210, the numerical analysis database 240, the operation signal database 250, the learning information database 270, the control logic database 290, and the pattern database 500 are included. Although it arrange | positions so that the arithmetic unit of the control apparatus 200 may be comprised, all or some of these can also be arrange | positioned outside the control apparatus 200.

また、前記数値解析実行部220が制御装置200の内部に配置されているが、これを制御装置200の外部に配置することも可能である。   Further, although the numerical analysis execution unit 220 is disposed inside the control device 200, it can also be disposed outside the control device 200.

例えば、前記した数値解析実行部220、及び数値解析データベース240を制御装置200の外部に配置して、数値解析結果6をインターネット経由で制御装置200に送信するようにしてもよい。   For example, the numerical analysis execution unit 220 and the numerical analysis database 240 described above may be arranged outside the control device 200, and the numerical analysis result 6 may be transmitted to the control device 200 via the Internet.

次に、制御装置200に備えられた前記学習部260について、図2を用いて詳細に説明する。   Next, the learning unit 260 provided in the control device 200 will be described in detail with reference to FIG.

図2に示したように、学習部260の構成はモデル入力生成手段261、予備学習手段262、パターン選択手段263、パターン変換手段264、及び再学習手段265で構成されている。   As shown in FIG. 2, the learning unit 260 includes a model input generation unit 261, a preliminary learning unit 262, a pattern selection unit 263, a pattern conversion unit 264, and a re-learning unit 265.

学習部260を構成するモデル入力生成手段261では、モデル230の現在のモデル入力条件に対して操作量変化幅19を印加し、操作後のモデル入力7、及び状態入力20をこのモデル入力生成手段261で生成する。   The model input generation unit 261 constituting the learning unit 260 applies the operation amount change width 19 to the current model input condition of the model 230, and the model input 7 and the state input 20 after the operation are this model input generation unit. 261.

また、計測信号データベース210に保存されているプラント100の計測信号3からモデル入力生成手段261によって状態入力20を抽出する。   Further, the state input 20 is extracted by the model input generation means 261 from the measurement signal 3 of the plant 100 stored in the measurement signal database 210.

学習部260を構成する予備学習手段262では、プラント100の運転開始前に学習情報データベース270に保存されている学習情報データ9を用いて、モデル230で模擬演算されるモデル出力8がモデル出力目標値を達成するように、モデル入力7の生成方法を学習する。   The preliminary learning means 262 constituting the learning unit 260 uses the learning information data 9 stored in the learning information database 270 before the operation of the plant 100 is started, and the model output 8 simulated by the model 230 is the model output target. The method of generating the model input 7 is learned so as to achieve the value.

その際、状態入力20をそのまま用いる。モデル入力7は、モデル入力生成手段261において、現在のモデル入力条件に予備学習手段262が学習した操作量変化幅19を印加することで生成し、これをモデル230に入力すると共に、操作後の状態入力20として前記予備学習手段262に入力する。   At that time, the state input 20 is used as it is. The model input 7 is generated by applying the operation amount change width 19 learned by the preliminary learning unit 262 to the current model input condition in the model input generation unit 261, and inputs this to the model 230, and also after the operation. The state input 20 is input to the preliminary learning means 262.

この予備学習手段262における学習の結果得られる学習データ10は、学習情報データベース270に保存される。   The learning data 10 obtained as a result of learning in the preliminary learning means 262 is stored in the learning information database 270.

この学習情報データベース270に保存された学習情報16に基いてパターン生成部400でパターンデータを生成し、該パターン生成部400で生成されたパターンデータ17をパターンデータベース500に保存する。   The pattern generation unit 400 generates pattern data based on the learning information 16 stored in the learning information database 270, and the pattern data 17 generated by the pattern generation unit 400 is stored in the pattern database 500.

学習部260を構成するパターン選択手段263では、状態入力20を手掛かりとして、パターンデータベース500に保存されているパターンデータ18からパターンデータ23を選択し、前記パターン変換手段264へ入力する。   The pattern selection unit 263 constituting the learning unit 260 selects the pattern data 23 from the pattern data 18 stored in the pattern database 500 using the state input 20 as a clue, and inputs the pattern data 23 to the pattern conversion unit 264.

学習部260を構成するパターン変換手段264では、パターン選択手段263で選択したパターンデータ23を用いて状態入力20をパターン化し、入力次数を低減する。   The pattern conversion means 264 constituting the learning unit 260 patterns the state input 20 using the pattern data 23 selected by the pattern selection means 263, and reduces the input order.

また、前記パターン変換手段264ではパターン化により学習した操作量変化幅21に対して逆の操作を実行し、入力次数を増加させる。   Further, the pattern conversion means 264 performs the reverse operation on the operation amount change width 21 learned by patterning to increase the input order.

図3を用いてこのパターン化について説明すると、図3に示すように、前記パターン変換手段264ではパターンデータはパターン化で使用する入力の情報値を1に、使用しない入力の情報値を0とする態様を取る。   This patterning will be described with reference to FIG. 3. As shown in FIG. 3, in the pattern conversion means 264, the pattern data has an input information value of 1 used for patterning and an input information value of unused input of 0. Take the mode to do.

したがって状態入力20のパターン化の際には、状態入力20に対してパターンデータの情報値が1となる入力のみを選択する。   Therefore, when patterning the state input 20, only the input whose pattern data information value is 1 is selected for the state input 20.

また、逆の操作では、学習後のパターン化された操作量変化幅21に対して、パターン化で使用した入力間を線形補間することで他の入力の操作量変化幅を導出する。   Further, in the reverse operation, the operation amount change width of other inputs is derived by linearly interpolating between the inputs used in patterning with respect to the patterned operation amount change width 21 after learning.

図2において、前記した学習部260を構成する再学習手段265では、プラント100の運転開始後、学習情報データベース270に保存されている学習情報データ9を用いて、計測信号3によって修正されたモデル230で模擬演算されるモデル出力8がモデル出力目標値を達成するように、モデル入力7の生成方法を学習する。   In FIG. 2, the re-learning means 265 constituting the learning unit 260 described above uses the learning information data 9 stored in the learning information database 270 after the operation of the plant 100 is started, and the model corrected by the measurement signal 3. The generation method of the model input 7 is learned so that the model output 8 simulated and operated at 230 achieves the model output target value.

その際、パターン変換手段264において状態入力20をパターン化する。パターン化された状態入力22は、そのパターンに対応する前記再学習手段265に入力され、この再学習手段265での学習の結果、パターン化された操作量変化幅21が再学習手段265から出力される。   At that time, the pattern input means 264 patterns the state input 20. The patterned state input 22 is input to the re-learning unit 265 corresponding to the pattern, and as a result of learning by the re-learning unit 265, the patterned operation amount change width 21 is output from the re-learning unit 265. Is done.

これをパターン変換手段264において再度操作量変化幅19に変換し、前記モデル入力生成手段261に入力してモデル入力7、及び操作後の状態入力20を生成する。   This is converted again to the manipulated variable change width 19 by the pattern converting means 264 and input to the model input generating means 261 to generate the model input 7 and the state input 20 after the operation.

以上説明した構成によって、前記学習部260では、プラント100の運転開始前のパターン生成のための予備学習、及びプラント100の運転開始後の状態入力のパターン化による再学習を実現する。   With the configuration described above, the learning unit 260 implements preliminary learning for pattern generation before the plant 100 starts operation and relearning by patterning state input after the plant 100 starts operation.

図4に、図1乃至図3を用いて説明した本発明の一実施例であるプラントを制御する制御装置200の動作を示すフローチャート図を示す。   FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the control device 200 that controls the plant according to one embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 3.

図4のフローチャートにおいて、ステップ1000、1010、1020、1030、1040、及び1050を組み合わせて実行する。以下には、それぞれのステップについて説明する。   In the flowchart of FIG. 4, steps 1000, 1010, 1020, 1030, 1040, and 1050 are executed in combination. Hereinafter, each step will be described.

プラント100を制御する制御装置200の動作開始後、まず、ステップ1000では、制御装置200の数値解析実行部220を用いて数値解析を実行し、数値解析データ4を数値解析データベース240に送信・保存する。   After the operation of the control device 200 that controls the plant 100 is started, first, in step 1000, numerical analysis is performed using the numerical analysis execution unit 220 of the control device 200, and the numerical analysis data 4 is transmitted to and stored in the numerical analysis database 240. To do.

次に、ステップ1010では、制御装置200の学習部260、及びモデル230を用いて、プラント操作方法の予備学習を実行し、学習データ10を学習情報データベース270に送信・保存する。   Next, in Step 1010, preliminary learning of the plant operation method is executed using the learning unit 260 and the model 230 of the control device 200, and the learning data 10 is transmitted and stored in the learning information database 270.

次に、ステップ1020では、制御装置200のパターン生成部400を用いて、学習情報データベース270に保存されている予備学習による学習データ16を用いてパターンデータ17を生成し、パターンデータベース500へ送信・保存する。以上の動作は、プラント100の運転開始前に実行する。   Next, in Step 1020, the pattern generation unit 400 of the control device 200 is used to generate the pattern data 17 using the learning data 16 by preliminary learning stored in the learning information database 270, and the pattern data 17 is transmitted to the pattern database 500. save. The above operation is executed before the operation of the plant 100 is started.

プラント100の運転開始後、ステップ1030では、プラント100の計測信号1を、外部入力インターフェイス201を用いて制御装置200に入力し計測信号データベース210に送信・保存する。   After the operation of the plant 100 is started, in step 1030, the measurement signal 1 of the plant 100 is input to the control device 200 using the external input interface 201, and is transmitted and stored in the measurement signal database 210.

ステップ1040では、取得した計測信号3より抽出される状態入力に対し、パターンデータベース500に保存されているパターンデータ18を用いてパターン化し、学習部260にて再学習を実行する。   In step 1040, the state input extracted from the acquired measurement signal 3 is patterned using the pattern data 18 stored in the pattern database 500, and the learning unit 260 performs relearning.

学習部260での学習後、制御装置200の学習結果判定部300を用いて、用いたパターンによる学習データ11の中から適切な学習データ12を選んで学習結果判定部300から操作信号生成部280へ出力する。   After learning in the learning unit 260, the learning result determination unit 300 of the control device 200 is used to select appropriate learning data 12 from the learning data 11 based on the used pattern, and from the learning result determination unit 300 to the operation signal generation unit 280. Output to.

次のステップ1050では、操作信号生成部280を用いて、学習データ12、及び制御ロジックデータ13を用いて操作信号14を生成し、この操作信号生成部280から外部入力インターフェイス202を介して操作信号15としてプラント100に出力する。   In the next step 1050, the operation signal generator 280 is used to generate the operation signal 14 using the learning data 12 and the control logic data 13, and the operation signal is generated from the operation signal generator 280 via the external input interface 202. 15 is output to the plant 100.

以上のステップ1030〜1050の動作を、計測信号が入力される度に繰り返し実行することで、プラント100を制御する。   The plant 100 is controlled by repeatedly executing the operations in steps 1030 to 1050 described above each time a measurement signal is input.

次に、図4におけるステップ1010、1020、及び1040の詳細な動作について、フローチャート図を参照しながら詳細に説明する。   Next, detailed operations in steps 1010, 1020, and 1040 in FIG. 4 will be described in detail with reference to the flowchart.

図5は、ステップ1010の予備学習の動作を示すフローチャート図である。   FIG. 5 is a flowchart showing the preliminary learning operation in step 1010.

図5に示したように、予備学習の動作のフローチャートは、ステップ2000、2010、2020、2030、2040、2050、2060、2070、及び2080を組み合わせて実行する。   As shown in FIG. 5, the flowchart of the preliminary learning operation is executed by combining Steps 2000, 2010, 2020, 2030, 2040, 2050, 2060, 2070, and 2080.

以下にそれぞれのステップについて詳細に説明する。   Each step will be described in detail below.

ステップ2000では、ステップ2010〜2060の繰り返し回数を示す値である初期化回数Iを初期化(I=1に設定)する。   In step 2000, an initialization count I, which is a value indicating the number of repetitions of steps 2010 to 2060, is initialized (set to I = 1).

次に、ステップ2010では、状態入力の初期値を設定する。状態入力の初期値としては、任意のモデル入力値を選ぶことができる。   Next, in step 2010, an initial value for state input is set. Any model input value can be selected as the initial value of the state input.

ステップ2020では、ステップ2030〜2050の繰り返し回数を示す値である操作回数Jを初期化(J=1に設定)する。   In step 2020, the number of operations J, which is a value indicating the number of repetitions of steps 2030 to 2050, is initialized (set to J = 1).

次に、ステップ2030では、制御装置200を構成する学習部260の予備学習手段262を用いてモデル入力の操作量変化幅を導出する。   Next, in Step 2030, the amount of change in the manipulated variable of the model input is derived using the preliminary learning means 262 of the learning unit 260 constituting the control device 200.

ステップ2040では、学習部260のモデル入力生成手段261を用いて状態入力に操作量変化幅を加えてモデル230を操作し、状態入力を更新する。   In step 2040, the model input is generated by using the model input generation means 261 of the learning unit 260, the operation amount variation is added to the state input, and the model 230 is operated to update the state input.

ステップ2050では、モデル230の操作の結果得られたモデル出力を手掛かりとして、ニューラルネットワーク、及び強化学習に代表される種々の学習アルゴリズムを用いて、モデル230の操作方法を学習する。   In step 2050, using the model output obtained as a result of the operation of the model 230 as a clue, the operation method of the model 230 is learned by using a neural network and various learning algorithms represented by reinforcement learning.

ステップ2060は分岐であり、操作回数Jと予め定められている閾値とを比較し、Jが閾値よりも小さい場合にはJを1加算した後にステップ2030に戻り、逆に閾値よりも大きい場合には分岐であるステップ2070に進む。   Step 2060 is a branch, and the number of operations J is compared with a predetermined threshold. If J is smaller than the threshold, J is incremented by 1 and the process returns to Step 2030. Conversely, if J is larger than the threshold, Advances to step 2070 which is a branch.

ステップ2070では、初期化回数Iと予め定められている閾値とを比較し、Iが閾値よりも小さい場合にはIを1加算した後にステップ2010に戻り、逆に閾値よりも大きい場合にはステップ2080に進む。   In step 2070, the initialization count I is compared with a predetermined threshold value. If I is smaller than the threshold value, I is incremented by 1, and then the process returns to step 2010. Proceed to 2080.

ステップ2080では、学習部260で学習した結果を学習情報データベース270に送信・保存し、予備学習の動作を終了させるステップに進む。   In step 2080, the result learned by the learning unit 260 is transmitted to and stored in the learning information database 270, and the process proceeds to a step of terminating the preliminary learning operation.

以上の動作によって、予備学習ではステップ2010において任意のモデル入力を状態入力の初期値として学習を開始するため、任意のモデル入力条件からモデル出力目標値へ到達する操作方法を獲得できる。   With the above operation, in the preliminary learning, learning is started with an arbitrary model input as an initial value of the state input in step 2010, so that an operation method for reaching the model output target value from an arbitrary model input condition can be obtained.

図6は、ステップ1020のパターン生成の動作を示すフローチャート図である。   FIG. 6 is a flowchart showing the pattern generation operation in step 1020.

図6に示したように、パターン生成の動作のフローチャートは、ステップ4000、4010、4020、及び4030を組み合わせて実行する。   As shown in FIG. 6, the flowchart of the pattern generation operation is executed by combining Steps 4000, 4010, 4020, and 4030.

以下にそれぞれのステップについて、図7、図8を用いて詳細に説明する。   Each step will be described in detail below with reference to FIGS.

ステップ4000では、ステップ4010〜4020の繰り返し回数を示す値であるデータ参照番号Iを初期化(I=1に設定)する。   In step 4000, a data reference number I which is a value indicating the number of repetitions of steps 4010 to 4020 is initialized (I = 1 is set).

次に、ステップ4010では、学習情報データベース270に保存されている予備学習による学習データをIに従って参照しながら、パターンを生成する。尚、パターン生成アルゴリズムの詳細な動作については、後述する。   Next, in step 4010, a pattern is generated while referring to learning data by preliminary learning stored in the learning information database 270 according to I. The detailed operation of the pattern generation algorithm will be described later.

図7に制御装置200の学習情報データベース270に保存される学習データの態様を示す。   FIG. 7 shows an aspect of learning data stored in the learning information database 270 of the control device 200.

図7に示すように、学習情報データベース270には状態入力値とその状態入力における操作量変化幅の値、及びその操作の結果得られたモデル出力変化幅の値が保存されている。   As shown in FIG. 7, the learning information database 270 stores a state input value, an operation amount change width value in the state input, and a model output change width value obtained as a result of the operation.

パターンは、学習データにおける操作量変化幅を基に生成する。尚、図7において、S_0001は状態入力を区別するために割り振られた番号である。   The pattern is generated based on the operation amount change width in the learning data. In FIG. 7, S_0001 is a number assigned to distinguish state inputs.

図6におけるステップ4020では、生成したパターン、及び参照した学習データの状態入力値をパターンデータベース500に送信・保存する。   In step 4020 in FIG. 6, the generated pattern and the state input value of the referenced learning data are transmitted and stored in the pattern database 500.

図8に制御装置200のパターンデータベース500に保存される学習データの態様を示す。   FIG. 8 shows an aspect of learning data stored in the pattern database 500 of the control device 200.

図8に示すように、パターンデータベース500にはパターンデータと、そのパターン生成時に参照した状態入力値が保存されている。   As shown in FIG. 8, the pattern database 500 stores pattern data and state input values referred to when the pattern is generated.

生成したパターンを保存する際、既に保存されているパターンデータと一致する場合は、そのパターンデータに対応する状態入力として保存する。   When the generated pattern is saved, if it matches the already saved pattern data, it is saved as a state input corresponding to the pattern data.

したがって、ひとつのパターンデータに対して複数の状態入力が対応付けられる場合が生じる。尚、図8において、P_0001はパターンデータを区別するために割り振られた番号である。   Therefore, a case where a plurality of state inputs are associated with one pattern data occurs. In FIG. 8, P_0001 is a number assigned to distinguish pattern data.

図6におけるステップ4030は分岐であり、データ参照番号Iと予め定められている閾値とを比較し、Jが閾値よりも小さい場合にはJを1加算した後ステップ4010に戻り、逆に閾値よりも小さい場合にはパターン生成の動作を終了させるステップに進む。   Step 4030 in FIG. 6 is a branch, and the data reference number I is compared with a predetermined threshold value. If J is smaller than the threshold value, J is incremented by 1 and the process returns to step 4010. If it is smaller, the process proceeds to the step of ending the pattern generation operation.

次に、ステップ4010のパターン生成アルゴリズムの詳細な動作について、図9のフローチャート図、及び図10を参照しながら説明する。   Next, the detailed operation of the pattern generation algorithm in step 4010 will be described with reference to the flowchart of FIG. 9 and FIG.

パターン生成アルゴリズムでは、パターン化する入力次数を必要最小限の値に抑えるため、図10に示すように最初はパターン入力次数1から探索を開始し、終了条件を満足するまで、入力次数を増加しながら探索を繰り返してパターンを生成する。   In the pattern generation algorithm, in order to keep the input order to be patterned to the minimum necessary value, the search starts from the pattern input order 1 as shown in FIG. 10, and the input order is increased until the end condition is satisfied. The pattern is generated by repeating the search.

また、パターン探索を効率化するため、探索に進化論的な探索アルゴリズムを用いている。すなわち、パターンのデータベース表現を遺伝子(解候補)とし、生成した複数の解候補に対して交叉、突然変異といった遺伝的操作を施すことにより、最適なパターンを探索する。   In order to make the pattern search more efficient, an evolutionary search algorithm is used for the search. That is, an optimal pattern is searched by using a database expression of a pattern as a gene (solution candidate) and performing a genetic operation such as crossover or mutation on a plurality of generated solution candidates.

図9に示したように、ステップ4010の動作のフローチャートは、ステップ4011、4012、4013、4014、4015、4016、4017、4018、及び4019を組み合わせて実行する。   As shown in FIG. 9, the flowchart of the operation of Step 4010 is executed by combining Steps 4011, 4012, 4013, 4014, 4015, 4016, 4017, 4018, and 4019.

以下にそれぞれのステップについて詳細に説明する。   Each step will be described in detail below.

ステップ4011では、パターン化に用いる入力次数を示す値であるJを初期化(J=1)に設定する。   In step 4011, J, which is a value indicating the input order used for patterning, is set to initialization (J = 1).

ステップ4012では、ステップ4014〜4015の繰り返し回数を示す値である世代数Kを初期化(K=1に設定)する。   In step 4012, the generation number K, which is a value indicating the number of repetitions of steps 4014 to 4015, is initialized (set to K = 1).

次に、ステップ4013では、パターンデータ情報値が1となる入力次数をJとする拘束条件の下で解候補をL個生成する。   Next, in step 4013, L solution candidates are generated under the constraint condition that the input order at which the pattern data information value is 1 is J.

ステップ4014では、各解候補に対してパターン化誤差を計算する。   In step 4014, a patterning error is calculated for each solution candidate.

パターン化誤差は図10に示すように、参照する学習データの操作量変化幅と、パターン化で使用する入力を線形補間して求めた操作量変化幅との誤差として求める。   As shown in FIG. 10, the patterning error is obtained as an error between the operation amount change width of the learning data to be referred to and the operation amount change width obtained by linear interpolation of the input used for patterning.

ステップ4015では、計算したパターン化誤差を基に、前記拘束条件の下で解候補群に対して交叉、突然変異といった遺伝的操作を施し、新しい解候補を生成する。   In step 4015, based on the calculated patterning error, a genetic operation such as crossover or mutation is performed on the solution candidate group under the constraint conditions to generate a new solution candidate.

ステップ4016は分岐であり、世代数Kが予め定められている閾値以下である場合にはKを1加算した後にステップ4014に戻り、その逆の場合はステップ4017に進む。   Step 4016 is a branch. If the number of generations K is less than or equal to a predetermined threshold, K is incremented by 1 and then the process returns to step 4014. In the opposite case, the process proceeds to step 4017.

ステップ4017では、予め定められた世代数を経過した解候補群に対し、パターン化誤差が最小となる解候補を選択し、ステップ4018に進む。   In step 4017, a solution candidate that minimizes the patterning error is selected from the solution candidate group that has passed the predetermined number of generations, and the process proceeds to step 4018.

ステップ4018は分岐であり、ステップ4017で選択した解候補のパターン化誤差が予め定められている閾値以上である場合か、または入力次数Jが予め定められている閾値以下である場合にはJを1加算した後にステップ4012に戻り、その逆の場合にはステップ4019に進む。   Step 4018 is a branch. If the patterning error of the solution candidate selected in Step 4017 is greater than or equal to a predetermined threshold value, or if the input order J is less than or equal to a predetermined threshold value, J is set. After 1 is added, the process returns to Step 4012. In the opposite case, the process proceeds to Step 4019.

ステップ4019では、選択した解候補を生成パターンとし、これをパターンデータベース500に送信・保存してパターン生成アルゴリズムの動作を終了させるステップに進む。   In step 4019, the selected solution candidate is used as a generation pattern, which is transmitted to and saved in the pattern database 500, and the process proceeds to the step of terminating the operation of the pattern generation algorithm.

以上の動作により、パターンデータベース500には、生成したパターンデータが保存される。   Through the above operation, the generated pattern data is stored in the pattern database 500.

プラント100の運転員は、データ処理装置610を用いて、これらの情報を画像表示装置620に表示することができる。   An operator of the plant 100 can display the information on the image display device 620 using the data processing device 610.

これにより、運転員は現在どのような状態入力のパターン化が可能であるかを知ることができる。また、設定パラメータであるJ、Kの閾値を、画面表示装置620を通じて入力することができる。   As a result, the operator can know what state input patterning is currently possible. In addition, threshold values for setting parameters J and K can be input through the screen display device 620.

図11は、ステップ1040の再学習の動作を示すフローチャート図である。   FIG. 11 is a flowchart showing the relearning operation in step 1040.

図11に示したように、再学習の動作のフローチャートは、ステップ2100、2110、2120、2130、2140、2150、2160、2170、及び2180を組み合わせて実行する。   As shown in FIG. 11, the flowchart of the relearning operation is executed by combining steps 2100, 2110, 2120, 2130, 2140, 2150, 2160, 2170, and 2180.

以下にそれぞれのステップについて詳細に説明する。   Each step will be described in detail below.

ステップ2100では、制御装置200を構成する学習部260のモデル入力生成手段261を用いて再学習手段265に入力される状態入力を計測信号より抽出する。   In step 2100, the state input input to the re-learning unit 265 is extracted from the measurement signal using the model input generation unit 261 of the learning unit 260 constituting the control device 200.

次にステップ2110では、学習部260のパターン選択手段263を用いて、抽出した状態入力と制御装置200のパターンデータベース500に保存されているパターンデータとの最小状態入力誤差を計算する。   Next, in step 2110, the minimum state input error between the extracted state input and the pattern data stored in the pattern database 500 of the control device 200 is calculated using the pattern selection unit 263 of the learning unit 260.

図8に示すように、パターンデータベース500にはパターン毎に複数の状態入力値が保存されており、最小状態入力誤差はこれらと現在の状態入力値との誤差の最小値として求める。   As shown in FIG. 8, the pattern database 500 stores a plurality of state input values for each pattern, and the minimum state input error is obtained as the minimum value of the error between these and the current state input value.

最小状態入力誤差は現在の状態入力と予備学習で経験した状態入力との類似度となるため、これを手掛かりとして現在の状態入力値との類似度が高い状態入力に対応したパターンを選択できる。   Since the minimum state input error is the similarity between the current state input and the state input experienced in the preliminary learning, a pattern corresponding to the state input having a high similarity with the current state input value can be selected using this as a clue.

その結果、選択したパターンを用いることにより、現在の状態入力に対して予備学習結果と同等の制御効果を得られる操作量変化幅を学習できる。   As a result, by using the selected pattern, it is possible to learn an operation amount change width that can obtain a control effect equivalent to the preliminary learning result for the current state input.

ステップ2120は分岐であり、ステップ2110で計算した各パターンの最小状態入力誤差に対して、予め設定した閾値以下となるものが存在するかどうかを判定し、存在する場合はステップ2130へ進み、存在しない場合はステップ2140へ進む。   Step 2120 is a branch, and it is determined whether or not there is a value that is equal to or smaller than a preset threshold with respect to the minimum state input error of each pattern calculated in Step 2110. If there is, the process proceeds to Step 2130. If not, go to Step 2140.

ステップ2130では、最小状態入力誤差が閾値以下となるパターンをすべて選択し、ステップ2150へ進む。   In step 2130, all patterns whose minimum state input error is equal to or smaller than the threshold value are selected, and the process proceeds to step 2150.

ステップ2140では、最小状態入力誤差が全パターン中で最小となるパターンのみを選択し、ステップ2150へ進む。   In step 2140, only the pattern having the smallest minimum state input error among all patterns is selected, and the process proceeds to step 2150.

次に、ステップ2150では、ステップ2160の繰り返し回数を示す値であるIを初期化(I=1に設定)する。   Next, in step 2150, I, which is a value indicating the number of repetitions of step 2160, is initialized (set to I = 1).

ステップ2160では、選択したパターンに対応する学習部260の再学習手段265を用いてモデル230のモデル操作方法を学習する。   In step 2160, the model operation method of the model 230 is learned using the relearning means 265 of the learning unit 260 corresponding to the selected pattern.

ステップ2170は分岐であり、Iが選択したパターン数以下である場合はIを1加算した後にステップ2160に戻り、選択した別のパターンに対応する再学習手段265を用いて学習する。その逆の場合はステップ2180に進む。   Step 2170 is a branch. If I is equal to or less than the number of selected patterns, I is incremented by 1, and the process returns to step 2160 to learn using the re-learning means 265 corresponding to another selected pattern. In the opposite case, the process proceeds to Step 2180.

ステップ2180では、制御装置200の学習結果判定部300を用いて、選択したパターンによる再学習結果の中から適切な操作方法を決定し、制御装置200の操作信号生成部280へ出力し、再学習の動作を終了させるステップに進む。   In step 2180, the learning result determination unit 300 of the control device 200 is used to determine an appropriate operation method from the re-learning result based on the selected pattern, which is output to the operation signal generation unit 280 of the control device 200 for re-learning. Proceed to the step of terminating the operation.

以上の動作により、再学習では、現在の状態入力に対して予備学習結果を基に選択したパターンを用いることで、予備学習結果と同等の操作方法を短い時間で学習できる。   With the above operation, in re-learning, an operation method equivalent to the preliminary learning result can be learned in a short time by using a pattern selected based on the preliminary learning result for the current state input.

また、設定パラメータである最小状態入力誤差の閾値を、画面表示装置620を通じて入力することができる。   In addition, a threshold value of a minimum state input error that is a setting parameter can be input through the screen display device 620.

次に、ステップ2160の再学習アルゴリズムの詳細な動作について、図12のフローチャート図を参照しながら詳細に説明する。   Next, the detailed operation of the relearning algorithm in step 2160 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

図12に示したように、再学習アルゴリズムの動作のフローチャートは、ステップ2200、2210、2220、2230、2240、2250,2260,2270、2280、2290、及び2300を組み合わせて実行する。   As shown in FIG. 12, the flowchart of the operation of the re-learning algorithm is executed by combining steps 2200, 2210, 2220, 2230, 2240, 2250, 2260, 2270, 2280, 2290, and 2300.

以下にそれぞれのステップについて詳細に説明する。   Each step will be described in detail below.

ステップ2200では、ステップ2210〜2280の繰り返し回数を示す値である初期化回数Jを初期化(J=1に設定)する。   In step 2200, an initialization count J, which is a value indicating the number of repetitions of steps 2210 to 2280, is initialized (set to J = 1).

次に、ステップ2210では、状態入力を計測信号3より抽出される入力値に初期化する。   Next, in step 2210, the state input is initialized to an input value extracted from the measurement signal 3.

ステップ2220では、ステップ2230〜2270の繰り返し回数を示す値である操作回数Kを初期化(K=1に設定)する。   In step 2220, the number of operations K, which is a value indicating the number of repetitions of steps 2230 to 2270, is initialized (set to K = 1).

次にステップ2230では、使用するパターンに対応する学習部260の再学習手段265を用いて、パターン化されたモデル入力の操作量変化幅を導出する。   Next, in Step 2230, the re-learning means 265 of the learning unit 260 corresponding to the pattern to be used is used to derive the operation amount change width of the modeled model input.

ステップ2240では、学習部260のパターン変換手段264を用いて、パターン化されたモデル入力の操作量変化幅を線形補間し、操作量変化幅を導出する。   In step 2240, the pattern conversion means 264 of the learning unit 260 is used to linearly interpolate the manipulated variable variation width of the modeled model input to derive the manipulated variable variation width.

ステップ2250では、学習部260のモデル入力生成手段261を用いて状態入力に操作量変化幅を加えてモデルを操作し、状態入力を更新する。   In step 2250, the model input is generated by using the model input generation means 261 of the learning unit 260, the model is operated by adding the operation amount change width to the state input, and the state input is updated.

ステップ2260では、学習部260のパターン変換手段264を用いて、使用するパターンデータに従って状態入力をパターン化する。   In step 2260, the pattern input unit 264 of the learning unit 260 is used to pattern the state input according to the pattern data to be used.

ステップ2270では、モデル操作の結果得られたモデル出力を手掛かりとして、ニューラルネットワーク、及び強化学習に代表される種々の学習アルゴリズムを用いて、モデル操作方法を学習する。   In step 2270, a model operation method is learned using a neural network and various learning algorithms represented by reinforcement learning, using the model output obtained as a result of the model operation as a clue.

ステップ2280は分岐であり、操作回数Kと予め定められている閾値とを比較し、Kが閾値よりも小さい場合にはKを1加算した後にステップ2230に戻り、逆に閾値よりも大きい場合には分岐であるステップ2290に進む。   Step 2280 is a branch, and the number of operations K is compared with a predetermined threshold value. If K is smaller than the threshold value, 1 is added to K and then the process returns to Step 2230. Advances to step 2290 which is a branch.

ステップ2290では、初期化回数Jと予め定められている閾値とを比較し、Jが閾値よりも小さい場合にはJを1加算した後ステップ2210に戻り、逆に閾値よりも大きい場合にはステップ2300に進む。   In step 2290, the initialization count J is compared with a predetermined threshold value. If J is smaller than the threshold value, J is incremented by 1, and then the process returns to step 2210. Proceed to 2300.

ステップ2300では、学習した結果を制御装置200の学習情報データベース270に送信・保存し、再学習の動作を終了させるステップに進む。   In step 2300, the learning result is transmitted and stored in the learning information database 270 of the control device 200, and the process proceeds to the step of ending the relearning operation.

以上の動作によって、再学習ではパターン化した状態入力を用いて、現在の状態入力を初期値とする場合の操作方法を学習する。   With the above operation, in the re-learning, the operation method when the current state input is set as the initial value is learned using the patterned state input.

以上で、図4に示したステップ1010、1020、及び1040の詳細な動作の説明を終了する。   Above, description of the detailed operation | movement of step 1010, 1020, and 1040 shown in FIG. 4 is complete | finished.

次に、本発明の一実施例であるプラントの制御装置200を構成するデータ処理装置610から出力されるデータ処理装置出力信号64を表示する画像表示装置620に表示される画面について図13〜図21を用いて説明する。   Next, FIG. 13 to FIG. 13 show screens displayed on the image display device 620 for displaying the data processing device output signal 64 output from the data processing device 610 constituting the plant control device 200 according to the embodiment of the present invention. 21 will be described.

図13〜図20は、図1に示したプラントの制御装置200に付設された画像表示装置620に表示される画面の一例である。   FIGS. 13-20 is an example of the screen displayed on the image display apparatus 620 attached to the plant control apparatus 200 shown in FIG.

図13は初期画面の一例を示すものであり、図13の画面が画像表示装置620に表示されている状態で、マウス602を操作してカーソルをボタンに重ね、マウス602をクリックすることでボタンを選択(押す)ことができる。   FIG. 13 shows an example of the initial screen. When the screen of FIG. 13 is displayed on the image display device 620, the mouse 602 is operated to place the cursor on the button, and the mouse 602 is clicked to click the button. Can be selected (pressed).

図13に示された「数値解析」のボタン701、「データベース参照」のボタン702、「パターン化・学習実行」のボタン703、「操作実行」のボタン704を選択すると、それぞれ図14、図15、図16、図17の画面が画面表示装置620に表示される。また、「終了」のボタン705を選択すると初期画面は終了する。   When the “numerical analysis” button 701, “database reference” button 702, “patterning / learning execution” button 703, and “operation execution” button 704 shown in FIG. 13 are selected, respectively, FIG. 14 and FIG. 16 and 17 are displayed on the screen display device 620. When the “end” button 705 is selected, the initial screen is ended.

図14では、「解析条件設定」のボタン711を選択することで、制御装置200の数値解析実行部220で計算を実行するために必要な各種解析条件を入力/設定することができる。   In FIG. 14, by selecting an “analysis condition setting” button 711, various analysis conditions necessary for executing a calculation by the numerical analysis execution unit 220 of the control device 200 can be input / set.

また、「数値解析実行」のボタン712を選択すると、前記数値解析実行部220で計算を開始することができる。また、「戻る」のボタン713を選択すると、図13に戻る。   When the “numerical analysis execution” button 712 is selected, the numerical analysis execution unit 220 can start the calculation. When the “return” button 713 is selected, the process returns to FIG.

図15では、画像表示装置620において、どのデータベースに保存されている情報を表示するかを選択することができる。   In FIG. 15, it is possible to select in which database the information stored in the image display device 620 is displayed.

「計測信号データベース」のボタン721、「操作信号データベース」のボタン722、「数値解析データベース」のボタン723、「学習情報データベース」のボタン724、「制御ロジックデータベース」のボタン725、「パターンデータベース」のボタン726を選択することで、それぞれ制御装置200の計測信号データベース210、操作信号データベース250、数値解析データベース240、学習情報データベース270、制御ロジックデータベース290、パターンデータベース500にアクセスできる。   “Measurement signal database” button 721, “Operation signal database” button 722, “Numeric analysis database” button 723, “Learning information database” button 724, “Control logic database” button 725, “Pattern database” By selecting the button 726, the measurement signal database 210, the operation signal database 250, the numerical analysis database 240, the learning information database 270, the control logic database 290, and the pattern database 500 of the control device 200 can be accessed.

そして各データベースの情報を画像表示装置620に表示できると共に、データベースの情報を追加/変更/消去することもできる。また、「戻る」のボタン727を選択すると、図13に戻る。   Information on each database can be displayed on the image display device 620, and information on the database can be added / changed / erased. When the “return” button 727 is selected, the process returns to FIG.

図16では、「予備学習」のボタン731を選択することで、図18に示す予備学習画面が画面表示装置620に表示される。   In FIG. 16, by selecting the “preliminary learning” button 731, the preliminary learning screen illustrated in FIG. 18 is displayed on the screen display device 620.

また、図16の「再学習」のボタン732を選択することで、図19に示す再学習画面が画像表示装置620に表示される。「戻る」のボタン733を選択すると、図13に戻る。   Also, by selecting the “relearn” button 732 in FIG. 16, the relearning screen shown in FIG. 19 is displayed on the image display device 620. When the “return” button 733 is selected, the process returns to FIG.

図17では、操作前のモデル入力741、モデル出力742、操作後のモデル入力743、モデル出力744、及び学習した操作量変化幅745をガイダンス表示し、プラント100の運転員はこのガイダンス表示に対して、操作を実行するかどうかを選択することができる。   In FIG. 17, the model input 741 before the operation, the model output 742, the model input 743 after the operation, the model output 744, and the learned operation amount change width 745 are displayed as guidance, and the operator of the plant 100 responds to the guidance display. The user can select whether to perform the operation.

操作を実行する場合には「はい」のボタン746を選択し、操作を実行しない場合は「いいえ」のボタン747を選択する。   If the operation is to be executed, the “Yes” button 746 is selected. If the operation is not to be executed, the “No” button 747 is selected.

この図17に示した表示画面では、パターンと操作信号との関係を画面で確認してからプラントの操作ができることから、プラント操作の信頼性を向上させることができる。   In the display screen shown in FIG. 17, since the plant can be operated after the relationship between the pattern and the operation signal is confirmed on the screen, the reliability of the plant operation can be improved.

即ち図17に示されたプラント制御方法を詳細に説明すると、プラントを模擬したモデルを利用してプラントを制御する制御装置のプラント制御方法において、前記制御装置が図8に示したように、前記モデルへ入力する複数の操作信号をパターン化した状態入力パターンを記憶したパターンデーターベースを有し、図7に示したように、モデルへ入力する複数の操作信号とモデルからの出力とを記憶した学習情報データーベースを有し、操作後のモデル入力743及びモデル出力744として示したように、前記学習情報データーベースに記憶された複数の操作信号とモデルからの出力を表示装置へ出力し、学習した操作量変化幅745として示したように、前記モデルへ入力した複数の操作信号に基づいたプラントへの操作信号と前記パターンデーターベースに記憶された状態入力パターンとを重ねて表示装置へ出力し、操作を実行する場合に選択するボタン746として示したように、プラントへの操作実行の許可に基いて、前記プラントへの操作信号によりプラントを制御するように構成されている。   That is, the plant control method shown in FIG. 17 will be described in detail. In the plant control method of a control device that controls a plant using a model simulating a plant, the control device is configured as shown in FIG. It has a pattern database that stores a state input pattern obtained by patterning a plurality of operation signals input to the model, and stores a plurality of operation signals input to the model and outputs from the model as shown in FIG. As shown as a model input 743 and a model output 744 after operation, a plurality of operation signals stored in the learning information database and outputs from the model are output to a display device, and learning is performed. As shown as the manipulated variable change width 745, the operation signal to the plant based on the plurality of operation signals input to the model and the parameter The state input pattern stored in the database is overlaid on the display device and output to the display device. As shown as the button 746 to be selected when the operation is executed, the plant is controlled based on the permission to execute the operation on the plant. It is comprised so that a plant may be controlled by the operation signal to.

前述の図18では、「学習開始」のボタン751を選択することで、図5に示すフローチャートに従って、学習部260の予備学習手段262、制御装置200のモデル230を動作させ、操作方法の予備学習を実行することができる。   In FIG. 18 described above, selecting the “learning start” button 751 causes the preliminary learning means 262 of the learning unit 260 and the model 230 of the control device 200 to operate according to the flowchart shown in FIG. Can be executed.

また、「パターン生成」のボタン752を選択することで、図20に示すパターン生成画面が画面表示装置620に表示される。   Further, by selecting the “pattern generation” button 752, the pattern generation screen shown in FIG. 20 is displayed on the screen display device 620.

「戻る」のボタン753を選択すると、図16に戻る。   When the “return” button 753 is selected, the process returns to FIG.

図19では、再学習時の設定値として、図11に示すフローチャートで用いる最小状態入力誤差閾値の設定値をデータ入力欄761に入力することができる。   In FIG. 19, the setting value of the minimum state input error threshold used in the flowchart shown in FIG. 11 can be input to the data input field 761 as the setting value at the time of relearning.

上記データ入力欄761に設定値を入力後、「実行」のボタン762を選択すると、図11に示すフローチャートに従って制御装置200の学習部260、及びモデル230を動作させ、再学習を実行することができる。   When the “execute” button 762 is selected after the set value is input in the data input field 761, the learning unit 260 and the model 230 of the control device 200 are operated according to the flowchart shown in FIG. it can.

また、「戻る」のボタン763を選択すると、図16に戻る。   When the “return” button 763 is selected, the process returns to FIG.

図20では、パターン生成時の設定値として、図9に示すフローチャートで用いるパターン化誤差閾値の設定値をデータ入力欄771、及びパターン入力次数閾値の設定値をデータ入力欄772にそれぞれ設定値を入力することができる。   In FIG. 20, as the setting value at the time of pattern generation, the setting value of the patterning error threshold used in the flowchart shown in FIG. 9 is set in the data input column 771, and the setting value of the pattern input order threshold is set in the data input column 772. Can be entered.

上記データ入力欄771、772に設定値をそれぞれ入力後、「実行」のボタン773を選択すると、図6に示すフローチャートに従って制御装置200のパターン生成部400を動作させ、パターン生成を実行することができる。   When the “execute” button 773 is selected after the set values are entered in the data input fields 771 and 772, the pattern generation unit 400 of the control device 200 is operated according to the flowchart shown in FIG. 6 to execute pattern generation. it can.

また、「戻る」のボタン774を選択すると、図18に戻る。   When the “return” button 774 is selected, the process returns to FIG.

以上で、画像表示装置620に表示される画面についての説明を終了する。   Above, description about the screen displayed on the image display apparatus 620 is complete | finished.

以上の説明から明らかなように、本発明の実施例においては、図11及び図12にフローチャートを用いて詳細に示したように、プラントの制御装置の学習部に入力される状態入力を、モデル入力次数よりも少ない入力数でパターン化し、モデルの探索空間を縮小することで学習を高速化できる。   As is apparent from the above description, in the embodiment of the present invention, as shown in detail using the flowcharts in FIGS. 11 and 12, the state input input to the learning unit of the plant control device is a model. Learning can be speeded up by patterning with fewer inputs than the input order and reducing the model search space.

また、図5にフローチャートを用いて詳細に示したように、プラント運転開始前に予め入力次数を低減せずに学習した予備学習結果を用いてパターンを生成し、図11のフローチャートを用いて詳細に示したように、プラント運転開始後に現在の状態入力と予備学習結果に含まれる状態入力との類似度を比較し、類似度の高い状態入力より生成されたパターンを選択して操作方法を学習することで、常に所望の学習結果を獲得できる。   Further, as shown in detail using the flowchart in FIG. 5, a pattern is generated using a preliminary learning result that has been learned without reducing the input order in advance before the plant operation is started. As shown in Fig. 4, after the plant operation starts, the similarity between the current state input and the state input included in the preliminary learning result is compared, and the operation method is learned by selecting the pattern generated from the state input with a high degree of similarity. By doing so, a desired learning result can always be obtained.

また、図9にフローチャートを用いて詳細に示したように、パターンの入力次数及びパターン情報を、進化論的な探索アルゴリズムによって自動的に生成することで、人手を介さず、かつ誤ったパターン化を回避するパターン生成が可能となる。   Further, as shown in detail using the flowchart in FIG. 9, the pattern input order and pattern information are automatically generated by an evolutionary search algorithm, so that erroneous patterning can be performed without human intervention. It is possible to generate a pattern to avoid.

さらに、各データベースに保存される情報を画像表示装置によって参照する機能、及び学習部、パターン生成部で用いる設定パラメータを、図13乃至図20にかけて詳細に示したように、画像表示装置を介して入力する機能を備えさせたことにより、プラントの運転員がパターン化の様子、及びパターン化した学習による効果を視覚的に確認することができる。   Further, the function for referring to the information stored in each database by the image display device, and the setting parameters used by the learning unit and the pattern generation unit are shown through the image display device as shown in detail in FIGS. By providing the input function, the plant operator can visually confirm the patterning and the effect of the patterned learning.

次に、図1乃至図20に示した本発明の一実施例であるプラントの制御装置200を、ボイラを備えた火力発電プラント100に適用した場合について説明する。尚、火力発電プラント以外のプラントを制御する際にも、本発明の前記した実施例のプラントの制御装置200を使用することができることは言うまでもない。   Next, the case where the plant control apparatus 200 which is one embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 20 is applied to a thermal power plant 100 equipped with a boiler will be described. Needless to say, the plant control device 200 of the above-described embodiment of the present invention can also be used when controlling a plant other than the thermal power plant.

図21は、ボイラを備えた火力発電プラントの概略構成を示す図である。まず、ボイラを備えた火力発電プラントにおけるプラントの仕組みについて説明する。   FIG. 21 is a diagram illustrating a schematic configuration of a thermal power plant including a boiler. First, the mechanism of a plant in a thermal power plant equipped with a boiler will be described.

図21に示した火力発電プラントを構成するボイラ101において、燃料となる石炭はミル110にて粉砕して微粉炭として石炭搬送用の1次空気、及び燃焼調整用の2次空気と共にボイラ101に設置したバーナー102を通じてボイラ101に投入し、ボイラ101の火炉内部で燃料の石炭を燃焼する。   In the boiler 101 constituting the thermal power plant shown in FIG. 21, coal serving as fuel is pulverized by a mill 110 to form pulverized coal in the boiler 101 together with primary air for transporting coal and secondary air for combustion adjustment. The boiler 101 is put into the boiler 101 through the installed burner 102, and fuel coal is burned inside the furnace of the boiler 101.

燃料の石炭と1次空気は配管134から、2次空気は配管141からバーナー102に導かれる。   The fuel coal and the primary air are led from the pipe 134 and the secondary air is led from the pipe 141 to the burner 102.

また、2段燃焼用のアフタエアを、ボイラ101に設置したアフタエアポート103を通じてボイラ101に投入する。このアフタエアは、配管142からアフタエアポート103に導かれる。   Further, after-air for two-stage combustion is introduced into the boiler 101 through an after air port 103 installed in the boiler 101. This after air is guided from the pipe 142 to the after air port 103.

燃料の石炭をボイラ101の火炉の内部で燃焼させて発生した高温の燃焼ガスは、ボイラ101の火炉を矢印で示した経路に沿って下流側に流れ、ボイラ101に配置された熱交換器106を通過して熱交換した後、燃焼排ガスとなってボイラ101から排出されてボイラ101の外部に設置されたエアーヒーター104に流下する。   High-temperature combustion gas generated by burning fuel coal inside the furnace of the boiler 101 flows downstream along the path indicated by the arrow in the furnace of the boiler 101, and the heat exchanger 106 disposed in the boiler 101. After passing through and exchanging heat, it becomes combustion exhaust gas and is discharged from the boiler 101 and flows down to the air heater 104 installed outside the boiler 101.

エアーヒーター104を通過した燃焼排ガスはその後、図示していない排ガス処理装置で燃焼排ガスに含まれている有害物質を除去した後に、煙突をから大気に放出される。   The combustion exhaust gas that has passed through the air heater 104 is then released from the chimney to the atmosphere after removing harmful substances contained in the combustion exhaust gas with an exhaust gas treatment device (not shown).

ボイラ101を循環する給水は、タービン108に設置された図示していない復水器から給水ポンプ105を介してボイラ101に導かれ、ボイラ101の火炉に設置した熱交換器106においてボイラ101の火炉の内部を流下する燃焼ガスによって加熱されて高温高圧の蒸気となる。   The feed water circulating in the boiler 101 is guided to the boiler 101 from a condenser (not shown) installed in the turbine 108 via the feed water pump 105, and the furnace 101 of the boiler 101 is installed in the heat exchanger 106 installed in the furnace of the boiler 101. It is heated by the combustion gas flowing down the inside and becomes high-temperature and high-pressure steam.

尚、本実施例では熱交換器106の数を1個として図示しているが、熱交換器を複数個配置してもよい。   In this embodiment, the number of heat exchangers 106 is shown as one, but a plurality of heat exchangers may be arranged.

熱交換器106で発生した高温高圧の蒸気は、タービンガバナ弁107を介して蒸気タービン108に導かれ、蒸気の持つエネルギーによって蒸気タービン108を駆動し、この蒸気タービン108に連結した発電機109を回転させて発電する。   The high-temperature and high-pressure steam generated in the heat exchanger 106 is guided to the steam turbine 108 via the turbine governor valve 107, and the steam turbine 108 is driven by the energy of the steam, and the generator 109 connected to the steam turbine 108 is connected to the generator 109. Rotate to generate electricity.

次に、ボイラ101の火炉に設置されたバーナー102からボイラ101の火炉内に投入される1次空気及び2次空気、ボイラ101の火炉に設置されたアフタエアポート103からボイラ101の火炉内に投入されるアフタエアの経路について説明する。   Next, the primary air and the secondary air introduced into the furnace 101 of the boiler 101 from the burner 102 installed in the furnace of the boiler 101, and the after air port 103 installed in the furnace of the boiler 101 are introduced into the furnace of the boiler 101. The after-air route will be described.

1次空気は、ファン120から配管130に導かれ、途中でエアーヒーター104の内部を通過する配管132とエアーヒーター104をバイパスする配管131とに分岐し、これらの配管132及び配管131を流下した1次空気は再び配管133にて合流してミル110に導かれる。   The primary air is guided from the fan 120 to the pipe 130, and is branched into a pipe 132 that passes through the inside of the air heater 104 and a pipe 131 that bypasses the air heater 104, and flows down the pipe 132 and the pipe 131. The primary air joins again in the pipe 133 and is guided to the mill 110.

エアーヒーター104を通過する空気は、ボイラ101の火炉から排出される燃焼排ガスにより加熱される。   Air passing through the air heater 104 is heated by the combustion exhaust gas discharged from the furnace of the boiler 101.

この1次空気を用いてミル110で生成される石炭(微粉炭)を配管133を通じてバーナー102に搬送する。   The primary air is used to convey coal (pulverized coal) generated in the mill 110 to the burner 102 through the pipe 133.

2次空気及びアフタエアは、ファン121から配管140に導かれ、エアーヒーター104の内部を通過する配管140を流下して加熱された後に、配管140の下流側で2次空気用の配管141と、アフタエア用の配管142とに分岐して、それぞれボイラ101の火炉に設置されたバーナー102とアフタエアポート103に導かれるように構成されている。   The secondary air and the after air are led from the fan 121 to the pipe 140 and flow down the pipe 140 passing through the inside of the air heater 104 and heated, and then the secondary air pipe 141 on the downstream side of the pipe 140, The pipe is branched to an after-air pipe 142 and led to a burner 102 and an after-air port 103 installed in the furnace of the boiler 101, respectively.

本実施例であるボイラを備えた火力発電プラント100の制御装置200は、ボイラの排ガス中のNOxおよびCO濃度を低減するため、バーナー102からボイラ101に投入する空気量と、アフタエアポート103からボイラ101に投入する空気量を調整する機能を持っている。   The control apparatus 200 of the thermal power plant 100 provided with the boiler according to the present embodiment reduces the NOx and CO concentrations in the exhaust gas of the boiler, and the amount of air to be input from the burner 102 to the boiler 101 and the boiler from the after air port 103. 101 has a function of adjusting the amount of air to be supplied to the apparatus 101.

火力発電プラント100には、該火力発電プラント100の運転状態を検出する様々な計測器が配置されており、これらの計測器から取得されたプラントの計測信号は、計測信号1として制御装置200に送信される
火力発電プラント100の運転状態を検出する様々な計測器として、例えば図2には流量計測器150、温度計測器151、圧力計測器152、発電出力計測器153、及びO濃度及び/又はCO濃度を計測する濃度計測器154がそれぞれ図示されている。
The thermal power plant 100 is provided with various measuring devices that detect the operating state of the thermal power plant 100, and the plant measurement signals acquired from these measuring devices are sent to the control device 200 as measurement signals 1. As various measuring instruments for detecting the operating state of the thermal power plant 100 to be transmitted, for example, in FIG. 2, a flow measuring instrument 150, a temperature measuring instrument 151, a pressure measuring instrument 152, a power generation output measuring instrument 153, and an O 2 concentration and A concentration measuring device 154 for measuring CO concentration is shown.

流量計測器150は給水ポンプ105からボイラ101に供給される給水の流量を計測する。また、温度計測器151及び圧力計測器152は、ボイラ101に配設された熱交換器106において該ボイラ101を流下する燃焼ガスとの熱交換で発生した蒸気を蒸気タービン108に供給する蒸気の温度及び圧力をそれぞれ計測する。   The flow rate measuring device 150 measures the flow rate of the feed water supplied from the feed water pump 105 to the boiler 101. Further, the temperature measuring device 151 and the pressure measuring device 152 are used to supply steam generated by heat exchange with the combustion gas flowing down the boiler 101 in the heat exchanger 106 disposed in the boiler 101 to the steam turbine 108. Measure temperature and pressure respectively.

前記熱交換器106で発生した蒸気で駆動される蒸気タービン108によって回転される発電機109によって発電された電力量は発電出力計測器153で計測する。   The amount of power generated by the generator 109 rotated by the steam turbine 108 driven by the steam generated in the heat exchanger 106 is measured by a power generation output measuring device 153.

また、ボイラ101を流下する燃焼ガスに含まれている成分(CO、NOxなど)の濃度に関する情報は、ボイラ101の下流側であるボイラ出口の流路に設けたO濃度及び/又はCO濃度を計測する濃度計測器154で計測される。 In addition, information on the concentration of components (CO, NOx, etc.) contained in the combustion gas flowing down the boiler 101 is the O 2 concentration and / or the CO concentration provided in the boiler outlet channel on the downstream side of the boiler 101. It is measured by a concentration measuring device 154 that measures

尚、一般的には図2に図示した以外にも多数の計測器が火力発電プラント100に配置されているが、ここでは図示を省略する。   In general, many measuring instruments other than those shown in FIG. 2 are arranged in the thermal power plant 100, but the illustration is omitted here.

図22は、火力発電プラント100を構成するボイラ101の下流側に設置されたエアーヒーター104と、このエアーヒーター104に配設された配管を示す部分拡大図である。   FIG. 22 is a partially enlarged view showing an air heater 104 installed on the downstream side of the boiler 101 constituting the thermal power plant 100 and piping arranged in the air heater 104.

図22に示すように、エアーヒーター104の内部に配設された配管140の下流側で分岐した2次空気用の配管141及びアフタエア用の配管142、エアーヒーター104の内部に配設された配管132、及びエアーヒーター104をバイパスした配管131にはエアダンパ162、163、161、160がそれぞれ配置されている。   As shown in FIG. 22, a secondary air pipe 141 and an after-air pipe 142 branched on the downstream side of the pipe 140 arranged inside the air heater 104, and a pipe arranged inside the air heater 104. 132, and air dampers 162, 163, 161, and 160 are disposed in the pipe 131 bypassing the air heater 104, respectively.

そしてこれらのエアダンパ160〜163を操作することによって配管131、132、141、142内で空気が通過する面積を変更し、これらの配管131、132、141、142を通過する空気流量を個別に調整する。   By operating these air dampers 160 to 163, the area through which air passes in the pipes 131, 132, 141, 142 is changed, and the flow rate of air passing through these pipes 131, 132, 141, 142 is individually adjusted. To do.

そして火力発電プラント100を制御する制御装置200によって生成されて該火力発電プラント100に対して出力される操作信号15を用いて、給水ポンプ105、ミル110、エアダンパ160、161、162、163などの機器を操作する。   Then, using the operation signal 15 generated by the control device 200 that controls the thermal power plant 100 and output to the thermal power plant 100, the feed water pump 105, the mill 110, the air dampers 160, 161, 162, 163, etc. Operate the equipment.

尚、本実施例である火力発電プラント100の制御装置200では、給水ポンプ105、ミル110、エアダンパ160、161、162、163などの火力発電プラントの状態量を調節する機器のことを操作端と呼び、これを操作するのに必要な指令信号を操作信号と呼ぶ。   In addition, in the control apparatus 200 of the thermal power plant 100 which is a present Example, the equipment which adjusts the state quantity of thermal power plants, such as the water supply pump 105, the mill 110, the air dampers 160, 161, 162, 163, is an operation end. A command signal required to operate the signal is called an operation signal.

図23は、図21に示した本発明の実施例であるボイラを備えた火力発電プラント100の制御装置200における火力発電プラントの制御方法の手順を示すフローチャート図である。   FIG. 23 is a flowchart showing the procedure of the thermal power plant control method in the control device 200 of the thermal power plant 100 including the boiler according to the embodiment of the present invention shown in FIG.

図23において、本実施例であるボイラを備えた火力発電プラント100の制御装置200では、ステップ2181、及び2182を組み合わせて火力発電プラント100の制御を実行する。   23, in the control apparatus 200 of the thermal power plant 100 provided with the boiler according to the present embodiment, the control of the thermal power plant 100 is executed by combining Steps 2181 and 2182.

ステップ2181では、前記火力発電プラント100を制御する制御装置200の学習部260を構成する前記パターン選択手段263で選択した各パターンによる学習データを参照し、現在の状態入力に対する操作後のモデル出力変化幅であるCO、NOxの改善値の合計を比較し、改善値の合計が最大となるパターンを選択する。   In step 2181, the learning output by each pattern selected by the pattern selection means 263 constituting the learning unit 260 of the control device 200 that controls the thermal power plant 100 is referred to, and the model output change after operation with respect to the current state input The total of the improved values of CO and NOx, which are widths, is compared, and the pattern that maximizes the total improved value is selected.

また、前記パターン選択手段263で選択したパターン数が1個の場合は、上記処理を実行せずにステップ2182へ進む。   If the number of patterns selected by the pattern selection unit 263 is 1, the process proceeds to step 2182 without executing the above process.

ステップ2182では、パターン選択手段263で選択したパターンの学習データ12を制御装置200を構成する前記操作信号生成部280へ送信し、制御装置200を構成する前記学習結果判定部300の動作を終了させるステップに進む。   In step 2182, the learning data 12 of the pattern selected by the pattern selection unit 263 is transmitted to the operation signal generation unit 280 constituting the control device 200, and the operation of the learning result determination unit 300 constituting the control device 200 is terminated. Proceed to step.

以上の動作によって、制御装置200では再学習の結果、CO、NOxの改善値が最も良くなる学習データを用いて操作信号を生成できる。   As a result of the above-described operation, the control device 200 can generate an operation signal using learning data that provides the best improvement in CO and NOx as a result of relearning.

図24は、本発明の実施例であるボイラを備えた火力発電プラント100の制御装置200において、画像表示装置620に表示される画面の一例を示したものであり、前記図17に示した画面の例に対応する画面である。   FIG. 24 shows an example of a screen displayed on the image display device 620 in the control device 200 of the thermal power plant 100 provided with the boiler according to the embodiment of the present invention. The screen shown in FIG. This is a screen corresponding to the example.

図24に示した画面の例では、制御装置200を構成する前記モデル230に入力されるモデル入力7として用いるボイラ101のバーナー102の空気量、エアポート103の空気量、前記モデル230で制御対象の火力発電プラントを模擬演算して出力されるモデル出力8として用いるCO、NOx濃度の操作前及び操作後におけるガイダンス表示、並びにパターン変換手段264によるパターン化によって学習部265で学習した前記バーナー102、エアポート103の操作量変化幅を示しており、前記モデル入力7ではボイラ101の缶前及び缶後にそれぞれ設置したバーナー102/エアポート103の空気量の分布をボイラ構造図と関連付けて表示している。   In the example of the screen shown in FIG. 24, the air amount of the burner 102 of the boiler 101 used as the model input 7 input to the model 230 constituting the control device 200, the air amount of the air port 103, the control target of the model 230 The burner 102 and the airport learned by the learning unit 265 by the guidance display before and after the operation of the CO, NOx concentration, and the pattern conversion means 264, which are used as the model output 8 output by simulating the thermal power plant. The model input 7 displays the distribution of the air amount of the burner 102 / air port 103 installed before and after the boiler 101 in association with the boiler structure diagram.

尚、図24ではバーナー102、エアポート103をボイラ101の缶前及び缶後に共に1段ずつで、各段に5個の空気投入口が設けられているが、これらの数を任意に変更することもできる。   In FIG. 24, the burner 102 and the air port 103 are provided in one stage both before and after the boiler 101, and five air inlets are provided in each stage. However, these numbers may be arbitrarily changed. You can also.

プラントの運転員は、図24に示された本画面を見ながら、パターン化された操作量変化幅、及び学習した操作方法による制御効果を確認し、操作の有無を決定することができる。   The operator of the plant can check the patterned operation amount change width and the control effect by the learned operation method while observing the screen shown in FIG. 24, and can determine the presence or absence of the operation.

また、図25にその概略を示すように、本発明の実施例であるボイラを備えた火力発電プラント100の制御装置200におけるパターン化の一例として、1)ボイラ101のバーナー102/エアポート103毎に操作端をグループ化、2)ボイラ101の缶前/缶後で操作端をグループ化、3)ボイラ101の全操作端をグループ化、のいずれかを用いてパターン化する例が考えられる。   Further, as schematically shown in FIG. 25, as an example of patterning in the control device 200 of the thermal power plant 100 including the boiler according to the embodiment of the present invention, 1) for each burner 102 / air port 103 of the boiler 101 An example of patterning using either one of grouping operation ends, 2) grouping operation ends before / after boiler 101, and 3) grouping all operation ends of boiler 101 is conceivable.

以上の説明から明らかなように、ボイラを備えた火力発電プラント100の運転員は、制御対象である火力発電プラントに備えられたボイラの操作端の種類、操作端数、燃焼特性等を考慮して、適切なパターン化手段を選択して火力発電プラントを制御することができる。   As is clear from the above description, the operator of the thermal power plant 100 equipped with the boiler takes into account the type of operation end of the boiler provided in the thermal power plant to be controlled, the number of operation ends, combustion characteristics, and the like. The thermal power plant can be controlled by selecting an appropriate patterning means.

本発明の実施例によれば、プラントの運転状態を計測した計測信号に基づいてモデルを修正し、この修正したモデルを用いて再度学習するようにした学習を高速に実行してプラントの制御アルゴリズムを修正し、プラントを精度良く制御するプラントの制御装置が実現できる。   According to the embodiment of the present invention, a model is corrected based on a measurement signal obtained by measuring the operating state of the plant, and learning that is learned again using the corrected model is executed at high speed to perform a plant control algorithm. And a plant control device that controls the plant with high accuracy can be realized.

本発明は、プラントの制御装置、特に火力発電プラントの制御装置に適用可能である。   The present invention is applicable to a plant control device, particularly a thermal power plant control device.

本発明の一実施例であるプラントの制御装置の全体構成を示す制御ブロック図。The control block diagram which shows the whole structure of the control apparatus of the plant which is one Example of this invention. 図1に示した本発明の一実施例であるプラントの制御装置における学習部を示す制御ブロック図。The control block diagram which shows the learning part in the control apparatus of the plant which is one Example of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施例であるプラントの制御装置におけるパターン化の動作を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the operation | movement of patterning in the control apparatus of the plant which is one Example of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施例であるプラントの制御装置の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows operation | movement of the control apparatus of the plant which is one Example of this invention shown in FIG. 図4に示した本発明の一実施例であるプラントの制御装置の動作を示したフローチャートにおける予備学習の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement of the preliminary learning in the flowchart which showed operation | movement of the control apparatus of the plant which is one Example of this invention shown in FIG. 図4に示した本発明の一実施例であるプラントの制御装置の動作を示したフローチャートにおけるパターン生成の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement of the pattern generation in the flowchart which showed operation | movement of the control apparatus of the plant which is one Example of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施例であるプラントの制御装置における学習情報データベースに保存されている情報の一態様を示す説明図。Explanatory drawing which shows the one aspect | mode of the information preserve | saved in the learning information database in the control apparatus of the plant which is one Example of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施例であるプラントの制御装置におけるパターンデータベースに保存されている情報の一態様を示す説明図。Explanatory drawing which shows the one aspect | mode of the information preserve | saved in the pattern database in the control apparatus of the plant which is one Example of this invention shown in FIG. 図4に示した本発明の一実施例であるプラントの制御装置の動作を示したフローチャートにおけるパターン生成の一部の動作であるパターン探索アルゴリズムを詳細に説明したフローチャート。5 is a flowchart illustrating in detail a pattern search algorithm which is a part of pattern generation operation in the flowchart illustrating the operation of the plant control apparatus according to the embodiment of the present invention illustrated in FIG. 4. 図9に示した本発明の一実施例であるプラントの制御装置の動作を示したフローチャートにおけるパターン化誤差を計算するパターン探索アルゴリズムを説明する説明図。Explanatory drawing explaining the pattern search algorithm which calculates the patterning error in the flowchart which showed the operation | movement of the control apparatus of the plant which is one Example of this invention shown in FIG. 図4に示した本発明の一実施例であるプラントの制御装置の動作を示したフローチャートにおける再学習の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement of the relearning in the flowchart which showed operation | movement of the control apparatus of the plant which is one Example of this invention shown in FIG. 図4に示した本発明の一実施例であるプラントの制御装置の動作を示したフローチャートにおける再学習の一部の動作を詳細に説明したフローチャート。5 is a flowchart illustrating in detail a part of the relearning operation in the flowchart illustrating the operation of the plant control apparatus according to the embodiment of the present invention illustrated in FIG. 4. 図1に示した本発明の一実施例によるプラントの制御装置に付設された画像表示装置に表示される初期画面の例を示した一例。The example which showed the example of the initial screen displayed on the image display apparatus attached to the control apparatus of the plant by one Example of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施例によるプラントの制御装置において数値解析を実行する際に画像表示装置に表示される画面を示した一例。The example which showed the screen displayed on an image display apparatus, when performing numerical analysis in the control apparatus of the plant by one Example of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施例によるプラントの制御装置においてデータベースを参照する際に画像表示装置に表示される画面を示した一例。The example which showed the screen displayed on an image display apparatus, when referring to a database in the control apparatus of the plant by one Example of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施例によるプラントの制御装置においてパターン化及び学習を実行する際に画像表示装置に表示される画面の一例。An example of the screen displayed on an image display apparatus, when patterning and learning are performed in the control apparatus of the plant by one Example of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施例によるプラントの制御装置において操作を実行する際に画像表示装置に表示される画面の一例。An example of the screen displayed on an image display apparatus when performing operation in the control apparatus of the plant by one Example of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施例によるプラントの制御装置において予備学習及びパターン生成を実行する際に画像表示装置に表示される画面の一例。FIG. 2 is an example of a screen displayed on the image display device when performing preliminary learning and pattern generation in the plant control apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1. FIG. 図1に示した本発明の一実施例によるプラントの制御装置において再学習を実行する際に画像表示装置に表示される画面の一例。An example of the screen displayed on an image display apparatus, when re-learning is performed in the control apparatus of the plant by one Example of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の一実施例によるプラントの制御装置においてパターン生成を実行する際に画像表示装置に表示される画面の一例。An example of the screen displayed on an image display apparatus, when performing pattern generation in the control apparatus of the plant by one Example of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の実施例のプラントの制御装置を適用した制御対象のボイラを備えた火力発電プラントを示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the thermal power plant provided with the boiler of the control object to which the control apparatus of the plant of the Example of this invention shown in FIG. 1 is applied. 図21に示した制御対象の火力発電プラントに備えられたボイラにおけるエアーヒーター部分の拡大図。The enlarged view of the air heater part in the boiler with which the thermal power plant of the control object shown in FIG. 21 was equipped. 図21に示した本発明の一実施例であるボイラを備えた火力発電プラントの制御装置における再学習の内容の一部を示すフローチャート。The flowchart which shows a part of the content of the relearning in the control apparatus of the thermal power plant provided with the boiler which is one Example of this invention shown in FIG. 図21に示した本発明の一実施例であるボイラを備えた火力発電プラントの制御装置にいて操作を実行する際に画像表示装置に表示される画面の一例。FIG. 22 is an example of a screen displayed on the image display device when an operation is performed in the control device for the thermal power plant including the boiler according to the embodiment of the present invention illustrated in FIG. 21. 図21に示した本発明の一実施例であるボイラを備えた火力発電プラントの制御装置におけるパターン化したグループ化の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of the patterned grouping in the control apparatus of the thermal power plant provided with the boiler which is one Example of this invention shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100:プラント、200:制御装置、201:外部入力インターフェイス、202:外部出力インターフェイス、210:計測信号データベース、220:数値解析実行部、230:モデル、240:数値解析データベース、250:操作信号データベース、260:学習部、270:学習情報データベース、280:操作信号生成部、290:制御ロジックデータベース、300:学習結果判定部、400:パターン生成部、500:パターンデータベース、600:外部入力装置、601:キーボード、602:マウス、610:データ処理装置、611:外部入力インターフェイス、612:データ送受信処理部、613:外部出力インターフェイス、620:画像表示装置。   100: Plant, 200: Controller, 201: External input interface, 202: External output interface, 210: Measurement signal database, 220: Numerical analysis execution unit, 230: Model, 240: Numerical analysis database, 250: Operation signal database, 260: learning unit, 270: learning information database, 280: operation signal generation unit, 290: control logic database, 300: learning result determination unit, 400: pattern generation unit, 500: pattern database, 600: external input device, 601: Keyboard: 602: Mouse, 610: Data processing device, 611: External input interface, 612: Data transmission / reception processing unit, 613: External output interface, 620: Image display device.

Claims (10)

プラントの運転状態を計測した計測信号を用いて制御対象のプラントに対して制御指令となる操作信号を算出する操作信号生成部を備えたプラントの制御装置において、前記制御装置は、計測したプラントの計測信号が保存されている計測信号データーベースと、プラントに対する操作信号が保存されている操作信号データーベースと、プラントの運転特性を解析する数値解析実行部と、前記数値解析実行部からの数値解析結果情報を基にプラントに操作信号を与えた場合のプラントの制御特性を模擬するモデルと、前記モデルを用いてモデルで模擬演算されるモデル出力がモデル出力目標値を達成するようにモデル入力の生成方法を学習する際に、プラント運転開始前には学習部へ入力される状態入力をそのまま用いて学習し、プラント運転開始後にはパターンデーターベースに保存されているパターンデータを用いて学習部へ入力される状態入力をパターン化して学習する学習部であって、前記学習部はパターンデーターベースに保存されているパターンデータからパターンデータを選択し、選択したパターンデータを用いて状態入力をパターン化して入力次数を低減するように構成されており、前記学習部での学習の結果得られた学習情報データが保存されている学習情報データーベースと、前記操作信号生成部から出力される操作信号に使用する情報が保存されている制御ロジックデータベースと、前記学習部でプラント運転開始前に学習した学習データ及び前記学習情報データーベースに保存された学習データに基づいてパターンデータを生成するパターン生成部と、前記パターン生成部で生成されるパターンデータが保存されているパターンデーターベースと、学習に用いたパターンデータが複数の場合は各パターン学習データの中からプラントを精度良く制御する効果が良い学習データを選択する学習結果判定部を備え、この学習結果判定部で選択した学習データに基いて前記操作信号生成部から前記操作信号を算出するように構成されていることを特徴とするプラントの制御装置。 In a plant control device including an operation signal generation unit that calculates an operation signal that serves as a control command for a plant to be controlled using a measurement signal obtained by measuring the operation state of the plant, the control device includes: A measurement signal database in which measurement signals are stored, an operation signal database in which operation signals for the plant are stored, a numerical analysis execution unit that analyzes the operation characteristics of the plant, and a numerical analysis from the numerical analysis execution unit A model that simulates the plant control characteristics when an operation signal is given to the plant based on the information of the result , and the model output that achieves the model output target value by the model output that is simulated by the model using the model when learning how to produce, before the plant operation start learning using as a state input, which is input to the learning section, plant Pattern after start rolling a learning unit that learns by patterning the state input which is input to the learning unit using the pattern data stored in the pattern database, the learning unit stored in the pattern database It is configured to select pattern data from the data, pattern the state input using the selected pattern data and reduce the input order, and learning information data obtained as a result of learning in the learning unit is stored Learning information database, a control logic database in which information used for the operation signal output from the operation signal generation unit is stored , learning data learned before the plant operation is started in the learning unit, and the learning information a pattern generator for generating a pattern data based on the learning data stored in the database, A pattern database in which patterns data generated by the serial pattern generation unit is stored, the pattern data used for learning in the case of multiple effects to accurately control the plant from the training data of each pattern is good training data A control apparatus for a plant, comprising: a learning result determination unit that selects the operation signal, and is configured to calculate the operation signal from the operation signal generation unit based on learning data selected by the learning result determination unit . 請求項1に記載されたプラントの制御装置において、前記学習部はモデルへ印加する入力を生成すると共にプラントの計測信号からモデル入力を抽出するモデル入力生成手段と、プラント運転開始前に学習情報データーベースに保存されている学習情報データを用いてモデルで模擬演算されたモデル出力がその目標値を達成するようにモデル入力の生成方法を学習する予備学習手段を備え、前記パターンデーターベースはこの予備学習手段による予備学習で学習した学習情報データに対してパターン生成部を用いて生成したパターンを保存しており、プラント運転開始後にパターンデーターベースに保存されているパターンデータの中から計測信号に類似するパターンデータを選択するパターン選択手段と、パターン選択手段で選択したパターンデータを用いて情報値が1となる状態入力のみを選択してパターン化して入力次数を低減し、学習後のパターン化された操作量変化幅に対してパターン化で使用した入力間を線形補間して他の入力の操作量変化幅を導出して入力次数を増加するパターン変換手段と、プラント運転開始後に学習情報データーベースに保存されている学習情報データを用いてモデルで模擬演算されたモデル出力がその目標値を達成するように、状態入力を前記パターン変換手段でパターン化して、パターン化された状態入力を入力して学習する再学習手段とを備えて構成されていることを特徴とするプラントの制御装置。 The plant control apparatus according to claim 1, wherein the learning unit generates an input to be applied to the model and extracts a model input from a measurement signal of the plant, and learning information data before starting plant operation. A preliminary learning means for learning a model input generation method so that the model output simulated by the model using the learning information data stored in the base achieves the target value; similar learning means has stored the generated pattern using a pattern generation unit relative to learning information data learned in the preliminary learning, from the pattern data stored in the pattern database after the plant operation starts measurement signal a pattern selecting means for selecting pattern data, pattern selected by the pattern selecting means Is patterned to reduce the input order information value using Ndeta selects the only condition input to be 1, linear interpolation between input using the pattern with respect to patterned MV change width after learning a pattern conversion means you increase the input order to derive the manipulated variable change the width of the other input and were simulated calculation model using learning information data after plant operation start is stored in the learning information database Re-learning means for patterning the state input by the pattern conversion means and learning by inputting the patterned state input so that the model output achieves its target value. A plant control device. 請求項1に記載されたプラントの制御装置において、前記制御装置を構成するパターン生成部は、プラント運転開始前に予備学習手段を用いて学習した学習情報データに含まれるモデル操作量変化幅情報に対してパターンデータを生成するために最初は入力次数1から探索を開始して終了条件を満足するまで入力次数を1ずつ増加しながら繰り返し探索する機能と、前記パターンデータの探索手段として複数のパターンデータ候補を生成し、それらに対して交叉、突然変異といった遺伝的操作を施して探索回数を重ねることによりパターンデータを探索する機能を有することを特徴とするプラントの制御装置。   The plant control device according to claim 1, wherein the pattern generation unit configuring the control device includes the model operation amount change width information included in the learning information data learned using the preliminary learning unit before the plant operation is started. On the other hand, in order to generate pattern data, the search is started from the input order 1 at first, and the search is repeatedly performed while increasing the input order by 1 until the end condition is satisfied, and a plurality of patterns as search means for the pattern data A plant control device having a function of searching for pattern data by generating data candidates, performing genetic operations such as crossover and mutation on the data candidates, and overlapping the number of searches. 請求項2に記載されたプラントの制御装置において、前記制御装置を構成する学習部は、プラント運転開始後に前記パターン選択手段において現在の状態入力と予備学習結果に含まれる状態入力との類似度を比較し、類似度の高い状態入力より生成されたパターンを選択して操作方法を学習することを付加することを特徴とするプラントの制御装置。   The plant control apparatus according to claim 2, wherein the learning unit configuring the control apparatus calculates a similarity between the current state input and the state input included in the preliminary learning result in the pattern selection unit after the plant operation is started. A plant control apparatus characterized by adding a learning method of operation by selecting a pattern generated from a state input having a high degree of similarity. 請求項1に記載されたプラントの制御装置において、前記制御装置は、計測信号データーベースと操作信号データーベースと制御ロジックデータベースと学習情報データーベースと数値解析データーベースとパターンデーターベースにそれぞれ保存されている情報を画面に表示するためのデータ処理装置と画像表示装置を付設していることを特徴とするプラントの制御装置。   The plant control apparatus according to claim 1, wherein the control apparatus is stored in a measurement signal database, an operation signal database, a control logic database, a learning information database, a numerical analysis database, and a pattern database, respectively. A plant control apparatus comprising a data processing device and an image display device for displaying information on the screen. 請求項5に記載されたプラントの制御装置において、前記制御装置を構成する前記学習部、及びパターン生成部で用いる設定パラメータを、前記データ処理装置に接続された入力手段を介して入力するように構成したことを特徴とするプラントの制御装置。   The plant control device according to claim 5, wherein setting parameters used in the learning unit and pattern generation unit constituting the control device are input via an input unit connected to the data processing device. A plant control apparatus characterized by comprising. 請求項1に記載されたプラントの制御装置において、前記制御対象のプラントはボイラを備えた火力発電プラントであり、プラントに対する前記操作信号が出力される操作端は、化石燃料と空気による燃焼反応によって高温ガスを発生するバーナー、及び前記バーナーから供給された石炭燃料と空気を混合することによって生成する燃焼ガスの流れ方向後流側で前記燃焼ガスに空気を供給するエアポートであり、計測したプラントの前記計測信号はボイラで燃焼した燃焼ガスの一酸化炭素濃度、及び窒素酸化物濃度を計測器で計測した一酸化炭素濃度の計測信号及び窒素酸化物濃度であり、前記制御装置を構成する学習結果判定部は、選択したパターンによる学習情報データの中から操作後の前記燃焼ガスの一酸化炭素濃度、及び窒素酸化物濃度の操作前後の差異を示す改善値の合計が最大となるものを選択して前記操作信号を生成するように構成されていることを特徴とするプラントの制御装置。   2. The plant control apparatus according to claim 1, wherein the plant to be controlled is a thermal power plant including a boiler, and an operation end to which the operation signal for the plant is output is generated by a combustion reaction between fossil fuel and air. A burner that generates a high-temperature gas, and an air port that supplies air to the combustion gas on the downstream side in the flow direction of the combustion gas generated by mixing the coal fuel and air supplied from the burner. The measurement signal is a measurement signal of the carbon monoxide concentration and the nitrogen oxide concentration obtained by measuring the carbon monoxide concentration and the nitrogen oxide concentration of the combustion gas burned in the boiler, and the learning result constituting the control device. The determination unit includes a concentration of carbon monoxide and nitrogen oxides after the operation from the learning information data according to the selected pattern. Every operation total plant control system, characterized in that it is configured to generate the operation signal to select the one that the maximum improvement value indicating the difference before and after. 請求項7に記載されたプラントの制御装置において、前記制御装置を構成する学習結果判定部にて、パターン化される状態入力のパラメータが、前記ボイラに設置されたバーナー、及びエアポートから個別にボイラ内に投入する空気流量であることを特徴とするプラントの制御装置。   8. The plant control apparatus according to claim 7, wherein the state input parameters to be patterned by the learning result determination unit constituting the control apparatus are individually set from the burner and the air port installed in the boiler. A plant control device characterized by the flow rate of air to be introduced into the plant. 請求項7又は請求項8に記載されたプラントの制御装置において、前記制御装置を構成する学習結果判定部にて、パターン化する状態入力のグループ化に、ボイラに設置されたバーナー/エアポート毎にグループ化、ボイラの缶前/缶後でグループ化、及びボイラの全体をひとつにグループ化のいずれか1つの手段を用いるようにしたことを特徴とするプラントの制御装置。   In the plant control apparatus according to claim 7 or 8, in the learning result determination unit constituting the control apparatus, grouping of state inputs to be patterned is performed for each burner / airport installed in the boiler. A plant control apparatus characterized by using any one of grouping, grouping before / after boiler cans, and grouping the boilers as a whole. 請求項1に記載されたプラントの制御装置において、前記学習情報データーベースに記憶された複数の操作信号と前記モデルからの出力を表示し、前記モデルへ入力した複数の操作信号に基づいたプラントへの操作信号と前記パターンデーターベースに記憶された状態入力パターンとを出力して重ねて表示する表示装置を備えたことを特徴とするプラントの制御装置In the plant control system according to claim 1, wherein the plurality of operation signals stored in the learning information database and displays the output from the model, to the plant based on the plurality of operation signal input to the model A plant control apparatus comprising: a display device that outputs and displays the operation signal and the state input pattern stored in the pattern database in an overlapping manner.
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